Способ размерной электрохимической обработки в газожидкостной среде и устройство для смешения газа с электролитом

Способ размерной электрохимической обработки в газожидкостной среде и устройство для смешения газа с электролитом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ .размерной электрохимической обработки в газожидкостной среде, при котором в электролит вводят пузыри газа при давлении газа большем, чем давление электролита, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьшения точности обработки, диаметр газовых пузырей устанавливают в 5-8 раз большим, чем величина межэлектродного зазора, при этом объемный расход газа устанавливают в 3-5 раз большим объемного расхода электролита. 2. Устройство для смешения газа с электролитом при размерной злектрохимической обработкев газожидкостнрй среде, в котором съемная трубка, размещенная в пиноли станка и в потоке электролита,- подключена к системе нагнетания газа, о т л и ч а ю щ е ее я тем, что, с целью повышения точности обработки, в трубке выполнено п групп отверстий, оси которых перпендикулярны оси пиноли, причем 10) все отверстия одной группы имеют сщинаковые диаметры, а суммарная площадь проходных сечений отверстий одинако- . ва во всех группах, при этом трубка снабжена приспособлением для одноврё-, менного перекрытия (ft-1) групп отверстий . ю Од ti

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COUflV5I

РЕСПУБЛИК,SU„„1126461

y(jg В 23 P 1/04

ОПЙСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ П ИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ (21) 3605025/25-08 (22) 15.06.83 (46) 30. 11.84. Бюл. Р 44 (72) В.И.,Благодарский, Л.М.Лапидес и С.И.Фиолетов (71) Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущнх станков (53) 621.9.047.4(088. 8) (54) СПОСОБ РАЗМЕРНОЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ В ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СРЕДЕ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМЕЩЕНИЯ ГАЗА С

ЭЛЕКТРОЛИТОМ, (57) 1. Способ, размерной электрохимической обработки в газожидкостной среде, при котором в электролит вводят пузыри газа при давлении. газа большем, чем давление электролита, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности обработки, диаметр газовых пузырей устанавливают в 5-8 раз большим, чем величина межэлектродного зазора, при этом объемный расход. газа устанавливают в 3-5 раз большим объемного расхода электролита.

2. Устройство для смешения газа с электролитом при размерной злектрахимической обработке в газожидкостной среде, в котором съемная трубка, размещенная в пиноли станка и в потоке электролита, подключена к системе нагнетания газа, о т л и ч а ю щ е.-. е с я тем, что, с целью повышения точности обработки, в трубке выполнено и групп отверстий, оси которых перпендикулярны оси пиноли, причем Е все отверстия. одной группы. имеют одинаковые диаметры, а суммарная площадь проходных сечений отверстий одинако-, С ва во всех группах, при этом трубка снабжена приспособлением для одновременного перекрытия (6-1) групп отверстий.

laeL

1126401

Изобретение относится к электро. фиэическим и электрохимическим методам обработки и может быть использовано при размерной электрохимической обработке в гаэожидкостной среде. 5

Известен. способ размерной электрохимической обработки (РЭХО) в газожидкостной среде„ при котором в электролит вводят пузыри газа при давлении газа большем, чем давление 10 электролита.

Недостатком известного способа является сравнительно низкая точность обработки, обусловленная невозмож ностью регулирования размеров пузырей 15 воздуха в газожидкостной среде.

Известно устройства для смешения газа с электролитом при размерной электрохимической обработке в газожидкостной среде, в котором съемная 20 трубка, размещенная в пинали станка, подключена к системе нагнетания газа.

Известное устройство не обеспечивает достаточно малый диаметр пузырей газа в электролите, что, в свою оче- 25 редь, не позволяет достигнуть высокой точности обработки.

Цель изобретения — повышение точности обработки. 30

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу размерной электрохимической обработки (РЭХО) в газожидкостной среде (ГЖС) в электролит вводят пузыри газа при давлении газа З большем, чем давление электролита, причем диаметр газовых пузырей устанавливают в 5-8 раз большим, чем величина межзлектродного зазора (ИЭЗ), при этом объемный расход газа уста- 40 навливают в 3-5 раз большим объемного расхода электролита.

Поставленная цель достигается также тем, что в устройстве для смешения газа с электролитом при РЭХО в газо45 жидкостной среде (ГЖС) съемная трубка, размещенная в пинали станка и в потоке электролита, подключена к системе нагнетания газа, при этом в трубке выполнено и групп отверстий, оси которых перпендикулярны оси пинали, причем все отверстия одной группы имеют одинаковые диаметры, а суммарная площадь проходных сечений отверстий одинакова во всех группах, 55 при этом трубка снабжена приспособлением для одновременного перекрытия (rt-1) групп отверстий.

Принципиальным отличием предлага

eMoro способа является поддержание оптимального для каждого межэлектродного зазора размера газовых пузырей . с одновременным соблюдением оптимального отношения объемных расходов газа и электролита.

Точность РЭХО резко возрастает при проведении обработки в импульсном режиме, причем оптимальная длительность импульса колеблется в пределах 1-5 мс. в зависимости от материала анода и состава электролита, оптимальная длительность паузы между импульсами должна быть в несколько раз больше длительности импульса.

Очевидно, что проведение РЭХО в ГЖС обеспечивает для каждой точки обрабатываемой поверхности импульсный режим обработки. Во время прохождения электролита через точку анодной поверхности протекает импульс технологического тока, а время прохождения пузыря газа через точку соответствует паузе между импульсами. Для обеспечения необходимой длительности импульса и стабилизации этой величины желательно создать ГЖС с возможно более однородной средой. Для этого необходимо, чтобы пузыри газа в ГЖС были бы одинакового размера и имели . бы возможно меньший диаметр ° Минимально возможный диаметр газовых пузырей определяется величиной МЭЗ и смачиваемостью электролитом электродов в МЭП. Необходимо, чтобы после деформации каждого пузырька, происходящей вследствие динамического напора в МЭП, его минимальный размер в направлении течения ГЖС был бы больше величины МЭЗ. Для этого, как показывают эксперименты, необходимо, чтобы диаметр пузырька до его входа в ИЭП бып бы в 5-8 раз больше величи ны МЭЗ. При больших размерах пузыри при входе в МЭП дробятся иа более мелкие, не одинаковые по размерам.

В МЭП образуется ГЖС с большим разбросом в величинах газовых пузырей.

Большая неоднородность ГЖС в ИЭП приводит к тому, что в смеси имеются участки электролита беэ газа очень большой протяженности в направлении его течения. При прохождении такого участка через МЭП длительность импульса тока становится во много раз больше оптимальной» в результате че-, го точность копирования электрода— инструмента (ЭИ) резко снижается.

1126

401

Для того, чтобы пауза между импульсами была бы в несколько раз больше длительности импульса, необходимо, чтобы объемный- расход газа бып больше объемного расхода электролита. Экспериментальные исследования показывают, что оптимальное отношение объемного расхода газа к объемному расходу электролита колеблется в пределах 3-5 в зависимости от формы обрабатываемой полости, длины пробега электролита в МЭП, а также от величины МЭЗ. Таким образом, для повьппения точности копирования при

РЭХО в ГЖС необходимо обеспечить со:держание в ГЖС одинаковых по размеру пузырей воздуха, диаметр которых (до их деформации в МЭП) должен быть в 5-8 раз больше величины ИЭЗ. При изменении величины МЭЗ необходимо .из-Zp ,менять соответственно размер пузырей, Кроме того, необходимо поддерживать отношение объемных расходов газа и электролита равным 3-5 в зависимости от формы обрабатываемой полости.

Установка и поддержание. задаваемого отношения объемных расходов газа и электролита не требует дополнительных устройств в станке; Указанное отношение можно устанавливать, например, с помощью вентилей или редукторов газа и электролита, а контролировать с помощью расходомеров газа и электролита.

Для создания ГЖС, в которой пузыри воздуха-имеют одинаковые размеры, зависящие от величины МЭЗ, необходимо предлагаемое устройство.

Выполнение отверстий с осями,перпендикулярными.оси. пиноли станка, обеспечивает для каждого диаметра отверстий минимальный размер газовых пузырей, и, следовательно минималь.-но необходимую длительность импульса напряжения для обеспечения максимальной точности. обработки. Выполнение отверстий с одним и тем же суммарным проходным сечением в каждой группе позволяет .обеспечить .постоянный за д анный расход газа и соотношение расходов газа и электролита.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет. проводить .ЭХО s

ГЖС с оптимальными объемами каждого газового пузыря и объемным соотноше- у нием газа и электролита, обеспечива- ющим оптимальное соотношение длительностей импульса напряжения и паузы между ними, при которых точность копирования ЭИ получается максимальной.

На чертеже представлена схема устройства.

В пиноль 1 вставлена обойма 2, имеющая окно 3 размеры которого соответствуют наибольшей длине -ряда отверстий и наибольшему диаметру их.

В. обойме вставлена гаэоподводящая трубка 4, один торец которой заглушен, а второй торец открыт и служит, для подвода сжатого .газа. На цилиндрической поверхности трубки расположены с заданным шагом ряды отверстий

S для ввода газа в поток электролита.

На заглушенном конце газоподводящей . трубки установлен механизм 6 поворота трубки на заданный шаг для замены одного ряда отверстий другим.

Устройство работает следующим образом.

Технолог в зависимости от формы обрабатываемой детали и режима обработки выбирает величину МЭЗ и устанавливает диаметр отверетий в сменной трубке, выбирая соответствующую трубку или перекрывая некоторые группы отверстий, например, с помощью обоймы и поворотного устройства, как это показано на чертеже. ЭХО полостей с малой площадью обработки проводят при сравнительно небольшом МЭЗ (например, 0,06 мм). Для обработки используют съемную трубку смесителя с диаметрами отверстий 0,4 мм. Прй обработке полостей. с относительной большой площадью МЭЗ может быть, например, 0,1 мм. В этом случае используют съемную трубку с .отверстиями О, 7 мм. Благодаря этому в.обоих случаях обеспечивается максимальная точность копирования ЭИ и, следовательно, максимально возможная точность обработки.

С помощью предлагаемого способа и устройства производят электрохимическую размерную обработку на станке с испольэдванием газоподв<щящих трубок с различные диаметрами отверстий и различными отношениями объемных расходов rasa и электролита (см. таблицу)..Оси отверстий в газоподводящей трубке перпендикулярны направлению течения. электролита в пиноли.

В качестве ЭИ используют, цнлиндр с наружным диаметром, 20 мм и внутрен- .; ним диаметром 6 мм.

1126401

Боковой ИЭЗ, мм

Производительность

ЭХО мм/мин

Отношение диаметра пузырей к величине

ИЭЗ

Отношение объемных расходов газа и электролита

Диаметр пузырей воздуха в ГЖС, мм

0,11

092

0,77

4,0

0,08

0,76

0,25

4,0

0,07

0,30

0,76

4,0

0,35

0,07

0,76

4,0

0,40

О,08

0,75

4,0

0,45

0,10

0,73

4,0

0,50

О, 12

0,70

4,0

0,40

0,82

5,0

0,3

0,22

0,12

4,0

0,3

0,10

0,80

0,78

0,3

3,0

0,08

0,3

3 5

0,07

0,76

0,07

0,76

0,75

4,0

4,5

0,3

0,3

0,07

0,70

5,0

0,3

0,08

5,5

0,3

0,10

0,64

6,0

0,3

0,11

0 60

Иатериал заготовки сталь 5ХНВ электролит 15Х- ный водный раствор азотнокислого натрия, рабочее напряжение 8 В, давление электролита в пиноли 5 кгс/см . 5

Торцевой ИЭЗ so время ЭХО поддерживался равным 0 05 мм, глубина обработки 10 мм.

Точность обработки характеризуется величиной бокового ИЭЗ на глубине

2 мм. Производительность обработки определяется величиной подачи ЭИ.

Результаты экспериментов представлены в таблице.

Из таблицы видно, что максимальную1 точность копирования ЭИ и, следовательно, точность обработки можно получить при отношении диаметра газовых пузырей к величине ИЭЗ в диапазоне

5-8 и отношении объемных расходов газа к электролиту в диапазоне 3-5.

При этом производительность процесса изменяется незначительно.

Повышение точности формообразования позволит расширить номенклатуру изделий, .которые можно будет обрабатывать на электрохимическом станке.

Таким образом, данное изобретение повышает точность размерной электрохимической обработки в газожндкостной среде..1126401

Составитель Г,Ганзбург

Редактор Л.Авраменко Техред Ж.Кастелевич Корректор В.Синицкая

Заказ 8603/10 Тираж 1036 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4