Способ регулирования межэлектродного зазора при электрохимической обработке

Союз СоветскивСоцмалнстнческмкРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 891309но делам нзобретеннй н отвритнй(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ МЕЖЭЛЕКТРОДНОГО ЗАЗОРА ПРИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ Изобретение относится к электрохимической обработке, в частности к способам регулирования межэлектродного зазора, и может быть использовано для оснащения (или модернизации) станков электрохимической размерной обработки, использующих колебания электрода-инструмента (или детали), синхронизированные с импульсами технологического тока и не прерывающих импульс технологического тока в момент максимального сбли- тО жения электродов. Известен способ регулирования межэлектродного зазора при электрохимической обработке, согласно которому для системы автоматического слежения за минимальным зазором используют такой сигнал (в качестве сигнала для регулирования), который позволяет контролировать не только зазор, но и электрическую прочность межэлектродного промежутка, т,е. позволяет кроме поддержания зазора предотвращать электрический пробой межэлектродного промежутка1 1 . 2Однако параметр, выбранный в качестве сигнала для регулирования, не обладает достаточно высокой чувствительностью. Так, отношение приращения параметра амплитуды высокочастотного сигнала ЬП, к приращению зазора ЬЮ составляет-ф,)Кроме того если процесс электрохимической обработки ведется при питании от источника, работающего в режиме источника тока (или с большим индуктивным сопротивлением), чувствительность упадет практически до нуля. А способ электрохимической обработки с включением источника, работающего в режиме источника тока, является весьма перспективнымСовременный арсенал средств механики и автоматики позволяет создать весьма точно работающую следящую систему, но тем не менее при электрохимической обработке точность невелика, т.е. находится в пределах О,3, - 0,3 мм: Это происходит потому, что параметры, выбранные в качес 1.891 ЗОО ве сигнала для регулирования, поступающие на следящую систему, недостаточно чувствительны к отклонениям межэлектродного зазора от номинального (оптимального значения).Цель изобретения - повышение точнос ти и стабильности процесса.Цель достигается тем, что согласно способу регулирования межэлектродного зазора при электрохимической обработке в проточном электролите в условиях периодических с постоянными параметрами колебаний электрода-инструмента (или детали), синхронизированных с импульсами технологического тока, использующем системуавтоматического слежения за минимвльным зазором, в качестве сигнала длярегулирования используют максимальноезначение второй производной электрического сопротивления межэлектродного промежуткв в фазе разведения электродов,в окрестности максимального сближенияэлектродов.Если же технологический ток подаетсяот источника, работающего в режиме ис- Иточника тока, в качестве сигнала для регулирования используют максимальноезначение второй производной электрического напряжения межэлектродного промежутка в той же окрестности и фазе, При 30этом отношение приращения сигнала, выбранного для регулирования к приращениюмежэлектродного зазора (чувствительность) достигает 100 В/мм,Использование указанного параметрав качестве сигнала для регулированияпозволяет свести к минимуму межэлектродный зазор, не допуская его уменьшения до величины угрожающей электрическим пробоем. Это объясняется тем, чтоуказанный сигнал косвенно отражает концентрацию газа, растворенного, в электролите в момент максимального сближенияэлектродов. Электрическое сопротивлениеэлектролита в первом приближении пропорционально концентрации пузырьковогогаза в нем, а электропрочность межэлектродного промежутка прямо пропорциональна электропроводности, Таким образом, стабилизируя концентрацию газа вэлектролите, тем самым стабилизируютэлектропрочность межэлектродного промежутка,После максимального сближения электродов начинается фаза разведения электродов, Грл этом давление электролитав межэлектродном промежутке падает и,когда оно уменьшается до критической 4величины, начинается бурный рост сжатыдо этого давлением пузырьков газообразных продуктов процесса электрохимической обработки. Это приводит к ростуэлектрического сопротивления электролитев межэлектродном промежутке. Одновременно по мере увеличения межэлектродного зазора, усиливается промывка межэлектродного промежутка свежйм электролитом, что приводит со временем к умень.шению электрического сопротивленияэлектролита межэлектродного промеъутка,Таким образом, нв интервале фазы разведения электродов в окрестности максимального сближения электродов, имеетместо сначала возрастание, а потомубыввниеэлектрического сопротивления электролита в межэлектродном промежутке, т.е.имеется местный экстремум (максимум)на синусоидвльнообраэной полуволне изменения электрического сопротивленияэлектролита межэлектродного зазора(фиг, 1 б),При колебаниях одного из электродовс постоянными параметрами и подачейсинхронизированных с ними импульсовтехнологического тока при постоянном зацикл расходе прокачиввемого через зазорэлектролита, величина указанного максимума зависит практически только от величины межэлектродного зазора. Но использовать этот параметр в качестве параметра для регулирования нерациональноиз-эа невысокой чувствительности к изменению межэлектродного зазора. Этопроисходит из-эа того, что рост укаэанного максимума сопротивления прерывается усиливающейся по мере разведенияэлектродов промывкой зазора свежимэлектролитом,Наибольшей чувствительностью к изменению зазора обладает величина максимума второй производной электрического сопротивления в окрестности моментаначала разведения электродов. Если же для получения технологического тока используется источник, работающий в режиме источника импульсов тока, в качестве параметра для регулирования можно испольэовать не электрическое сопротивление зазора, а напряжение, так как ток в каждой фазе цикла является практически постоянной величиной от цикла к циклу. При этом величина напряжения получается равной сопротивлению с точностью до постоянного множители, если взять отдельную фвэу в какой-либо момент цикла, т.е. стабилизируя вторую5 й , производную напряжения в какой-либо точке, стабилизируют вторую производную сопротивления в этой же точке.На фиг. 1 изображены в одно: масштабе времени графики изменения величины межэлектродного зазора ( О ), изменения величины электрического,сопротив-ления межэлектродного зазора ( д ); изменения первой производной сопротивления зазора (4 ) и изменения второй производной электрического сопротивления ( 2 ); на фиг, 2 - блок-схема дпя осуществления предлагаемого способа; на фиг. 3 - то же, в случае использования технологического тока от источника тока. Для регулирования межэлектро диого зазора величину электрического напряжения зазора делят на величину технологического тока при помоши делительного устройства 1 (фиг. 2). Полученную таким образом величину электрического сопротивления )"э зазора дифференцируют при помощи дифференцирующего устройства 2. Полученную в виде электрического сигнала величину производной электрического сопротивления зазора д. 3 Ьще раз дифференцируют при помощи второго дифференцирующего устройства 3. Затем полученную величину второй производной электрического сопротивленияфэ также в виде электрического сигЮ.нала, сравнивают с эталонным напряжением 0 при помощи сравнивающего устройства 4, и сигнал, пропорциональный рассогласованию Ь 04, подан на стробирую.щее устройство 5, которое пропускает его на свой выход только тогда, когда электроды находятся в окрестности максимального сближения. Причем эта окрестность выбирается достаточно большой, такой, чтоб в ее пределы всегда попадала вершина местпого экстремума (максимума) электрического сопротивлении межэлектродного промежутка и в то же время не настолько большой, что в нее попадали всплески второй производной, обусловленные началом и концом импульса технологического тока.Выделенный полезный сигнал ьО используют для воздействия на устройство управления скоростью подачи электрода- инструмента (детали) 6, при помощи которого изменяют скорость подачи до исчезновения рассогласования, Стробируюший импульс получают расширяя импульс, соответствующий моменту максимального сближения электродов, который получают 5 4 Ф 1 20 25 36 35 40 известным способом, например при помощи бесконтактного индуктивного датчика.Если же для получения импульсов технологического тока используется источник, работающий в режиме источника тока, можно исключить операцию деления напряжения на тоК так как для контролируемой определенной фазы цикла мгновенное значение тока будет постоянно, а значит для этой фазы мгновенное значение напряжения зазора будет пропорционально (равно с точностью до постоянного множителя) величине сопротивления межэлектродного промежутка. При этом напряжение зазора не делят на ток, а сразу диференцируют при помощи устройства 1, затем при помощи устройства 2 дифференцируют еше раз и сравнивают с эталонным напряжением при помощи устройства 3 (фиг. 3), Затем сигнал рассогласования стробируют при помощи устройства 4 аналогично описанному и подают на устройство управления подачей электрода-инструмента 5.Величина эталонного напряжения для сравнения О твыбирается с некоторым запасом по сравнению со значением соответствующим началу электрического пробоя, Запас выбирается из условий конкрет ных для данного станка инерционности привода подачи электрода-инструмента ( детали ).П р и м е р . Электролит 10%-ный раствор йайО,амплитуда колебаний электрода-инструмента 0,18 мм; частота колебаний 50 Гц; амплитуда импульсов технологического тока на разных деталях от 3-5 до 300 А; давление электролита20,5-6 кг/см (шя разных электродов-инструментов).Отношение приращения экстремального значения параметра выбранного для регулирования к изменению межэлектродного зазора составило 100-150 В(см в зависимости от настройки межэлектродпого зазора.Формула изобретенияСпособ регулирования межэлектродного зазора при электрохилпческой обработке в проточном электролите в условиях периодических колебаний электрода-инструмента (или детали), синхронизированных с импульсом технологического тока, по значениям электрических параметров, вызванным кавитацией электролита пои колебании электродов, о т л и ч а ю ш и Я- с я тем, что, с целью повышения точности и стабильности процесса, в качестве сигнала для регулирования используют891309 значение второй производной электрического сопротивления межэлектродного промежутка при отводе электрода-инструмента. 8 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР891309 витель В. Бадр бине орМ. Демчик Тираж 1181 Подписное ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 035, Москва, Ж, Раушская наб., аказ 11093 Редактор А. Шандор филиал ППП "Патент Узаород, ул. Проект