Способ управления процессом электрохимической обработки

Способ управления процессом электрохимической обработки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в станках, оснащенных автоматической системой управления . Цель изобретения - повышение производительности и точности обработки за счет оптимизации межэлектродного зазора при использовании вращающегося электрода-инструмента . В процессе обработки измеряют амплитуду составляющей высокочастотных колебаний напряжения и регулируют величину межэлектродного зазора. Вращающийсяэлектрод-инструмент устанавливают на подпружиненной опоре, а межэлектродный зазор регулируют изменением частоты вращения электрода-инструмента , причем частоту устанавливают по следующей зависимости n h2 р С Afk-a/15,23-108-R2-Sy/. где h - межэлектродный зазор, см;/ плотность электролита , кг/м ; С - теплоемкость электролита. Дж/кг.с; At- повышение температуры электролита, °С; /лкоэффициент вязкости электролита, Н С/м2; S - рабочая поверхность электрода-инструмента, м2; R - коэффициент , учитывающий центральный угол охвата вращающегося электрода-инструмента (0,001...0.1); k - коэффициент, учитывающий вибрации; а - величина удельного потока массы анодно-растворенного металла . 2 ил. Ё

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 23 Н 7/18

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 1

О (21) 4654038/08 (22) 31.01.89 (46) 07.05.91. Бюл. М 17 (71) Севастопольский приборостроительный институт (72) С.M.Áðàòàí, П.К.Сопин и В.Л.Харчин (53) 621.9,047 (088.8) (56) Электрофизические и электрохимические методы обработки. — M., НИИИМАШ, 1977, вып. 12. с. 5-7. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в станках, оснащенных автоматической системой управления. Цель изобретения — повышение производительности и точности обработки за счет оптимизации межэлектродного зазора при использовании вращающегося электрода-инструмента. В процессе обработки измеряют амплитуду составляющей высокоИзобретение относится к машиностроению, в частности к способам управления процессом размерной электрохимической обработки, и может быть использовано в станках, оснащенных автоматической системой управления.

Цель изобретения — повышение производительности и точности обработки за счет оптимизации межэлектродного зазора.

На фиг. 1 показана блок-схема автоматического устройства, реализующего способ управления; на фиг. 2 — эпюра распределения давления в зоне обработки, „... Ж, „1646730 А1 частотных колебаний напряжения и регулируют величину межэлектродного зазора. Вращающийся электрод-инструмент устанавливают на подпружиненной опоре. а межэлектродный зазор регулируют изменением частоты вращения электрода-инструмента, причем частоту устанавливают по следующей зависимости и= h р С

hI k а/15,2310 R Я р где h — межэлектВ 2. родный зазор, см; р- плотность электролита, кгlм; С вЂ” теплоемкость электролита, 3.

Дж/кг,с; Л с — повышение температуры электролита, С;,и- коэффициент вязкости электролита, Н с/м; S — рабочая поверх2, ность электрода-инструмента,м; R — коэф2. фициент, учитывающий центральный угол охвата вращающегося электрода-инструмента (0,001...0.1); k — коэффициент, учитывающий вибрации; а — величина удельного потока массы анодно-растворенного металла. 2 ил.

Автоматическое устройство состоит из входного усилителя У, двух датчиков: высокочастотных колебаний ВЧ и резкого падения напряжения du/dt.

Остальные элементы устройства; И вЂ” интегратор, ЗЧ вЂ” задатчик частоты, ГРЧ вЂ” генератор регулируемой частоты, ЖМ вЂ” ждущий мультивибратор.

В качестве исполнительного органа использован электромеханический привод, включающий блок управления БУ и малоинерционный двигатель ИПК-55, связанный с плавающим электродом-инструментом 1

1646730 через гибкий торсион 2. Обрабатывается деталь 3, Способ осуществляют следующим образом.

Задатчиком частоты ЗЧ задается уровень напряжения, при котором генератор частоты вырабатывает частоту тока, которой способствует частота вращения плавающего электрода-инструмента 1, Между плавающим электродом-инструментом 1 и обрабатываемой деталью 3 создается суживающийся клиновидный зазор h, пропорциональный частоте вращения электродов, На кривой напряжения появляются высокочастотные колебания с амплитудой 400500 мВ, соответствующие оптимальной величине межэлектродного зазора.

При увеличении (уменьшении) амплитуды высокочастотных колебаний изменяется частота вращения электродов. С изменением частоты вращения электродов количество электролита, поступающего в клиновидный межэлектродный зазор, изменяется, вследствие чего изменяется давление (фиг. 2) и толщина жидкостной пленки в зоне обработки, электрод-инструмент 1 под действием гидродинамических сил самоустанавливается. При этом стабилизируются электрические параметры процесса, которые регистрируются датчиком ВЧ.

При увеличении межэлектродного зазора в процессе обработки исчезают высокочастотные колебания, сигналы с датчика ВЧ поступают на интегратор И, преобразуются в уровень напряжения, который снижает частоту ГРЧ. подаваемую на вход БУ, а следовательно, уменьшают частоту вращения электрода-инструмента 1 до тех пор, пока не появятся высокочастотные колебания заданной амплитуды на кривой напряжения.

Датчик du/dt является аварийным и срабатывает при непосредственном электрическом контакте электродов. В этом случае выдается два сигнала: на увеличение частоты вращения электродов и выключение тока, т.е. происходит отвод инструмента на зазор, который определяется временем неустойчивого состояния мультивибратора

ЖМ, далее процесс возобновляется с заданными параметрами.

Исследования предлагаемого способа управления производились на электродах из медесодержащих сплавов. Режимы обработки; напряжение на электродах 2-25 В, плотность анодного тока 0,05-0,125 А, температура электролита 22 С.

Данные сравнительного испытания известного и предлагаемого способов управления приведены в таблице.

Частота вращения определяется по зависимости — е--а- с

15,23 10 R S p где h — межэлектродный зазор, см; р- плотность электролита, кг/м ;

С вЂ” теплоемкость электролита, Дж/кг с;

A t — повышение температуры в зоне

10 обРаботки, С(Лс=1+ (two — Ьвч), tKoH — температура электролита в фиксированный момент времени; снач — в начальный момент времени); р — коэффициент вязкости электролита, Н c/м; г, S — рабочая поверхность электрода, мг;

R — коэффициент, учитывающий угол охвата (выбирается в пределах 0,001-0,1);

k — коэффициент, учитывающий вибрации в технологической системе от массы электрода, силы давления пружины на электрод, формы электрода-инструмента, шероховатости его поверхности; а — коэффициент, учитывающий величину удельного потока массы анодно-растворенного металла а = 1 — г Q" d т, о зависит от электрических параметров процесса. материала электродов, типа электролита, Путем экспериментальных исследований установлено, что величина межэлектродного зазора h при возникновении высокочастотных колебаний на кривой напряжений в электролите на основе водного раствора КМОз при токе 0,175 А, напряжении 9 B лежит в пределах 0,01-0.005 мм.

Предположим, что вибрации в технологической системе незначительны, ими мож40 но пренебречь, тогда k= 1, коэффициент вязкости электролита,и= 0,00015 кг с/м, г плотность электролита р = 1,1а /мз. температура электролита в начальный и фиксированный моменты времени 20 С, тогда At= 1 С.

Подставив эти величины в приведенную зависимость, получаем G =400000

Для обработки латунными электродами диаметром 1,6 мм, длиной 100 мм в электролите на основе КИОз пластин из бериллиевой бронзы составлена таблица коэффициента

G в зависимости от режимов, тогда искомая частота и= h G= 0,01 х400000= 40 Гц.

Таким образом, использование данной зависимости дает воэможность управлять процессом электрохимической обработки, Формула изобретения

Способ управления процессом электрохимической обработки, при котором измеряют амплитуду высокочастотной

1646730

Составитель Н.Глаголев

Техред M.Ìoðãåí Tàë Корректор И.Муска

Редактор И.Шмакова

Заказ 1367 Тираж 454 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 составляющей колебаний напряжения и по амплитуде регулируют величину зазора между электродами, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и точности обработки при использовании вращающегося электрода-инструмента, электрод-инструмент устанавливают на подпружиненной в направлении детали опоре, а величину межэлектродного зазора регулируют изменением частоты вращения электрода-инструмента, причем частоту устанавливают по следующей зависимости: h äСhtka

15 23 10 R S è где h — электродный зазор, см; р плотность электролита, кг/см; з, С вЂ” теплоемкость электролита, Дж/кг с:

5 h t — повышение температуры электролита в зоне обработки. С; ,и- коэффициент вязкости электролита, Н с/м;

S — рабочая поверхность электрода, м;

2, 10 R — коэффициент, учитывающий Центральный угол схвата вращающегося электрода-инструмента;

k — коэффициент, учитывающий вибрации в технологической системе;

15 а — величина удельного потока массы анодно-растворенного металла,