Способ электроэрозионного упрочнения

/00, 1982 РОЗИОННОГО УП(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЭ РОЧНЕНИЯ(57) Изобретение относ ческим и электрохимиче ботки и может быть электроэрозионного у профильных поверхнос тения является пов покрытий при упрочнен ных поверхностей за сч ределения момента пре ится к электрофиз ским методам обраиспользовано для прочнения сложнотей. Целью изобреышение качества ии сложнопрофильет обеспечения опкращения процесса 1 Я Фь ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Изобретение относи ческим и электрохимиче ботки и может быть электроэрозионного уп профильных поверхност Цель изобретения -ва покрытий при упроч фильных поверхностей з возможности определен щения процесса обработ покрытием заданного ка Процесс электроэро ния сопровождается вы ма. Источниками шумтся к электрофизиским методам обраиспользовано для рочнения сложноей.повышение качестнении сложнопро-а счет обеспечения ия момента прекраки при достижении чества.зионного упрочнесоким уровнем шуа являются удар. обработки и ри достижении покрытием заданного качества.Перед началом упрочнения деталей проводят электроэрозионное упрочнение рабочим электродом на рабочих режимах контрольных образцов, изготовленных из одинаковых с деталью материалов, варьируя время обработки и осуществляя запись интенсивности звука в зоне обработки на частоте 160-500 Гц, После упрочнения производят проверку качества обработанной поверхности, выбирают образец с требуемым качеством покрытия и, используя записи уровней звука, определяют интенсивность, соответствующую той, которую имеет звуковой сигнал, записанный в конце обработки образца. При упрочнении детали измеряют интенсивность звука в зоне обработки и производят сравнение ее текущего значения с предварительно определенной интенсивностью, при достижении которой прекращают обработку. 5 илэлектроннои лавины по поверхности анода, шум, сопровождающий выброс материала- анода, удар материала-анода по поверхности катода и его внедрение в обрабатываемую деталь, кроме того, при обработке инструментом, контактирующим с обрабатываемой поверхностью, важной составляющей является удар электрода-инструмента о поверхность детали.В процессе электроэрозионного упрочнения изменяются свойства поверхностного слоя детали из-за внедрения в него материала-анода и продуктов его взаимодействия с окружающей средой, а такжетеплового воздействия искры, В связи с этим в ходе электроэрозионного упрочнения изменяются условия удара материала- анода по поверхности катода и механического удара инструмента о деталь. Как следствие меняется интенсивность звука в процессе обработки, генерируемая при ударе материала-анода по непрерывно упрочняемой поверхности катода и механическом ударе электрода-инструмента о поверхность детали, Удар электронной лавины по поверхности материала-анода сохраняется практически постоянным и характеризуется в процессе обработки интенсивностью звука постоянного уровня,Экспериментально установлено, что в процессе электроэрозионного упрочнения интенсивность шума изменяется, например для стали первоначально возрастает, а затем убывает. При обработке медных деталей, в отличие от упрочнения стальных, интенсивность шума по мере упрочнения уменьшается, но само изменение интенсивности звука имеет место.Анализ экспериментальных данных показал, что наибольшее влияние на интенсивность шума в зоне обработки оказывают такие источники его возникновения, как удар материала-анода по поверхности катода и его внедрение в обрабатываемую поверхность и удар электрода-инструмента по поверхности детали. Влияние первой из указанных выше составляющих на интенсивность звука с наибольшей силой проявляется в диапазоне частот 160-500 Гц. Влияние второй составляющей наиболее характерно для частот 650 - 1000 Гц, Максимальная интенсивность звука наблюдается в диапазоне частот 160 - 500 Гц,На частотах выше 500 и ниже 160 Гц изменение интенсивности звука в зоне обработки при электроэрозионном упрочнении либо не происходит, либо такое изменение незначительно и нестабильно. Изменение интенсивности звука в диапазоне частот 160 - 500 Гц наиболее существен но и характерно,Контроль интенсивности звука при электроэрозионном упрочнении ведут в зоне обработки, для чего микрофон устанавливают в волноводе, один конец которого фокусируют в зону обработки. Это позволяет избежать влияния на интенсивность звуковых сигналов посторонних факторов (шума вибратора, собственных колебаний обрабатываемой поверхности).Для осуществления предлагаемого способа необходимо перед началом упрочнения деталей провести электроэрозионную обработку контрольных образцов, изготовленных из одинаковых с деталью материалов, варьируя время обработки и осуществляя запись интенсивности звука в зонеобработки на частоте 160 в 5 Гц. Электро 5 эрозионное упрочнение должно осуществляться на том же режиме, с использованиемтого же электрода, что и последующее упрочнение детали, После упрочнения контрольных образцов осуществляется10 проверка качества обработанной поверхности и выбирается тот образец, где получено наилучшее по качеству покрытие.Затем, используя записи уровней шума,полученных при обработке контрольных об 15 разцов, определяют интенсивность звука,соответствующую наилучшему качеству обрабатываемой поверхности. Эта интенсивность соответствует той, которую имеетзвуковой сигнал, записанный в конце обра 20 ботки образца,При упрочнении деталей измеряют интенсивность звука в зоне обработки на частоте 160-500 Гц и производят сравнениетекущего значения уровня звука с интенсив 25 ностью шума, характеризующего наилучшее качество уп рочнен ной поверхности.Момент достижения изменяющимсясигналом уровня, соответствующего наилучшему качеству обрабатываемой поверх 30 ности, является информацией онеобходимости прекращения обработки.Дальнейшее продолжение упрочненияприводит к повышению шероховатости обрабатываемой поверхности (материал инст 35 румента переходит на уже образовавшиесяпри упрочнении выступы) и уменьшениюсцепляемости упрочненного слоя с материалом детали (происходит переупрочнение ирастрескивание упрочняемого слоя в ре 40 зультате многократных импульсов). Крометого, продолжение упрочнения уменьшаетпроизводительность процесса. Прекращение электроэрозионного упрочнения раньше, чем звуковой сигнал достигает45 контрольного уровня, приводит к отсутствиюсплош ности упрочнен ного слоя. Ч- обы исключить влияние случайных изменений звукового сигнала на момент окончанияобработки целесообразно изменение режи 50 ма упрочнения или его окончание осуществлять после дополнительного упрочнения1 10 м поверхности детали в течение 10 -15 с,На фиг, 1 - 5 приведены результаты экс 55 периментально изученных звуковых колебаний для некоторых пар материалов (катодаи анода) в процессе электроэрозионной обработки.На фиг.1 изображено частотное распределение интенсивности звука при обработке стальной детали (У 8) сплавом Т 15 К 6-1, медью М 1 - 2, а также медной детали сплавом Т 15 К 6 - 3, На фиг,2 показано частотное распределение интенсивности звука при механическом ударе, На фиг.3 изображена 5 связь изменения привеса на 1 10 м по,верхности образца с изменением интенсивности звука, на фиг,4- связь шероховатости образцов и изменения интенсивности звука, На фиг,5 приведена зависимость меж ду изменением сплошности следов единичных импульсов и интенсивностью звукового сигнала, который измерялся на частоте 1 = 325 Гц.15На графиках (фиг.2 и 1) по оси ординат фиксировалась интенсивность звука в процентах. Максимальное из полученных в ходе экспериментов значений принято за 100 О, а остальные значения откладывались 20 пропорционально максимальному. По оси абсцисс фиксировалась частотазвука в логарифмической шкале.Из фиг.1 видно, что частотное распределение имеет два характерных максимума. 25 Первый, в более низкочастотном интервале 160 - 500 Гц, определяется генерированием звука в процессе удара материала-анода по поверхности детали и его внедрения в деталь, Второй, в более высокочастотном диа пазоне 650-1000 Гц вызван генерированием звука при механическом ударе. Это подтверждается исследованием звуковогоО/ спектра при механическом ударе без искры (фиг,2).При механическом ударе распределение интенсивности звука носит характер, близкий к нормальному закону, а характерной частотой является диапазон 650 - 1000 Гц.Таким образом, если осуществлять контроль интенсивности звука на частоте 160- 500 Гц, то величина интенсивности звука в процессе обработки может использоваться для характеристики удара материала-анода по поверхности детали-катода и связанного с ним качеством покрытия поверхности детали и обеспечивать получение постоянной информации о процессе обработки и состоянии обрабатываемой поверхности. Формула изобретения Способ электроэрозионного упрочнения, в процессе которого контролируют текущее значение параметра, задающего окончание процесса, сравнивают его с величиной данного параметра, определенного предварительно из условия получения требуемого качества покрытия, и прекращают обработку при достижении им заданной величины, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, что,с целью повышения качества покрытий при упрочнении сложнопрофильных поверхностей, в качестве контролируемого параметра выбирают интенсивность звука в зоне обработки на частоте 160-500 Гц,1710242 10 и,5 актор Е.Пап рректор Т.Малец Тираж Подписноедарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5 водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 295ВНИИП 00 У д,/7 ь, ЮЯ ф Составитель И.МалхазаТехред М.Моргентал