Электрод-инструмент для электрохимического прошивания отверстий

Электрод-инструмент для электрохимического прошивания отверстий

Реферат

 

Использование: прошивание глугих отверстий на копировально-прошивочных электрохимических станках. Сущность изобретения: в процессе обработки электролит поступает через центральный канал 5 и радиальные отверстия 6 в кольцевую канавку 7, а затем через сквозные каналы 8 в зону обработки 19 формообразующим элементом 2. Далее через продольные каналы на наружной поверхности кольца 4 электролит поступает в зону 20, при этом дополнительные рабочие элементы могут формообразовывать соответствующие поверхности отверстия заготовки. Поскольку давление электролита внутри электрода-инструмента в кольцевой канавке 7 и в зоне 19 больше, чем в зоне 20, то под действием перепада давления расклиниваются узкие пазы уплотнительной насадки 4. Уплотнение изменяет свой периметр и принимает форму и размеры обрабатываемого отверстия, т.к. выполнено гибким из тонкостенного диэлектрика. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к электрической обработке материалов и касается электродов-инструментов для электрохими- ческой обработки отверстий и полостей.

Целью изобретения является повышение производительности, точности и качества обработки отверстий различных размеров и расширение диапазона обрабатываемых размеров отверстий.

На фиг. 1 изображен электрод-инструмент; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3, 4 сечение А-А на фиг, 1. варианты.

Электрод-инструмент состоит из державки 1, торцевого формообразующего элемента 2, сменной втулки 3, уплотнительной насадки в виде кольца 4.

В державке выполнены центральный канал 5 и связанные с ним радиальные отверстия 6, расположенные над формообразующим элементом и предназначенные для подвода электролита в зону обработки. Втулка 3 может быть выполнена из диэлектрического материала в качестве изолятора нерабочей поверхности электрода-инструмента или из токопроводящего материала в качестве рабочего элемента для обработки в отверстии уклонов, выемок, фасок. Уплотнительная насадка в виде кольца 4 расположена с возможностью перемещения в кольцевой канавке 7 между формообразующим элементом 2 и втулкой 3 и выполнена из диэлектрического материала с низким коэффициентом влагопоглощения, например фторопласта, с целью исключения разбухания и заклинивания в канавке. На одной части уплотнительного кольца выполнены радиальные каналы 8, расположенные на торце кольца со стороны формообразующего элемента и предназначенные для подачи электролита в зону обработки, а также внутренние пазы 9, совпадающие с каналами 8. Соответственно торцовые перегородки каналов 8 совпадают с перегородками пазов 9. На другой части уплотнения 4 выполнены наружные продольные каналы 10 для отвода электролита из торцевой зоны обработки. Из-за наличия тонкостенных участков по всему периметру уплотнительное кольцо приобретает гибкость в радиальном направлении, что позволяет принимать ему форму профиля обрабатываемого отверстия. При этом внутренние и наружные межканальные перегородки 11 служат повышению устойчивости уплотнительной насадки при перемещении ее в кольцевой канавке 7.

Для повышения производительности, точности и качества обработки отверстий с криволинейным профилем поперечного сечения (круглым, овальным, эллипсовидным, в виде "восьмерки") при различных условиях обработки (различные марки обрабатываемых материалов и боковой межэлектродный зазор) на уплотнительной насадке 4 выполнены узкие продольные пазы 12 (фиг. 2) в виде надрезов. Пазы 12 расположены на внутренней боковой поверхности насадки симметрично межканальным перегородкам 11 на наружной поверхности. Поскольку уплотнительная насадка выполнена из твердого, но податливого на изгиб материала-диэлектрика фторопласта, то во время обработки поперечные размеры по толщине и высоте кольца остаются постоянными, могут изменяться только диаметральные размеры в зависимости от условий обработки и величины бокового зазора. Это происходит за счет расклинивания узких пазов 12 под действием перепада давления рабочей жидкости на кольцо. При увеличении или уменьшении размеров обрабатываемого отверстия происходит соответственно расширение или сужение пазов 12.

Если каналы 8 для подвода электролита выполнены тангенциальными, а каналы 10 для отвода электролита выполнены в виде спиральных пазов, при этом направление наклона тангенциальных каналов от центра к периферии кольца со стороны торца формообразующего элемента совпадает с направлением наклона спиральных каналов в направлении от торца к державке, то возможна обработка с вращением расширяющегося уплотнительного кольца. Это позволяет одним электродом-инструментом производить обработку круглых, овальных отверстий с повышением точности, образуя равномерный боковой зазор по всему периметру отверстия, а также производительности и качества за счет постоянного уплотнения зоны обработки независимо от величины бокового межэлектродного зазора.

Для повышения удобства эксплуатации уплотнительное кольцо может быть выполнено из двух частей, концы которых связаны упругими элементами, например, в виде скоб 13 по границам торцовых 8 и продольных 10 каналов (фиг. 3). Это позволяет после обработки круглых, овальных или эллипсовидных отверстий, расширяющихся ступенчато по глубине, беспрепятственно отвести электрод-инструмет из обработанного отверстия, так как упругие элементы стягивают уплотнительное кольцо ко дну кольцевой канавки.

С целью расширения диапазона обрабатываемых размеров уплотнительная насадка может быть выполнена в виде разрезного кольца (фиг. 4), концы 14 которого задвигаются в корпус электрода-инструмента через выполненное в нем окно 15 высотой равное ширине кольцевой канавки 7, а шириной толщине концов уплотнительного кольца. Задвинутые концы могут быть связаны с державкой упругими элементами, например, пружинами растяжения 16. Тогда при подаче под давлением рабочей жидкости, действующей изнутри на кольцо, концы 14 последнего будут выдвигаться в определенной степени из корпуса державки, растягивая упругие элементы 16, которые после отключения давления будут затягивать в корпус электрода-инструмента концы уплотнительного кольца, также обеспечивая беспрепятственный отвод электрода-инструмента из обработанного отверстия.

Кольцевой упор 17 устанавливается на торец заготовки 18 на расстоянии бокового межэлектродного зазора формообразующего элемента 2 и предназначен для направления электролита в зону обработки 19 до момента полного углубления уплотнительной насадки в обрабатываемое отверстие.

На боковой поверхности электрода-инструмента над уплотнительной насадкой могут быть установлены дополнительные рабочие элементы, предназначенные для формообразования, например, уклонов, выемок, фасок на боковой поверхности обрабатываемого отверстия. В этом случае кольцевой упор 17 выполняют разъемным и после углубления кольца 4 в обрабатываемое отверстие и остановки станка удаляют его с заготовки и далее продолжают обработку.

Электрод-инструмент работает следующим образом.

Поле установки и закрепления на станке электрода-инструмента и заготовки с установленным на ее торце кольцевым упором 17, настраивают отсчетное устройство глубины обработки, включают рабочий режим обработки.

В процессе обработки электролит поступает через центральный канал 5 и радиальные отверстия 6 в кольцевую канавку 7, а затем через сквозные каналы 8 в зону обработки 19 формообразующим элементом 2. Далее через продольные каналы 10 на наружной поверхности кольца 4 электролит поступает в зону 20, при этом дополнительные рабочие элементы могут формообразовывать соответствующие поверхности отверстия заготовки.

Поскольку давление электролита внутри электрода-инструмента в кольцевой канавке 7 и в зоне 19 больше, чем в зоне 20, то под действием перепада давления расклиниваются узкие пазы 12 уплотнительной насадки 4. Уплотнение изменяет свой периметр и принимает форму и размеры обрабатываемого отверстия, так как выполнено гибким из тонкостенного диэлектрика. Это позволяет производить обработку криволинейных отверстий с максимальной производительностью, точностью и качеством на любом режиме обработки за счет постоянного уплотнения зоны обработки.

Уплотнительная насадка в виде кольца, выполненная из двух частей, концы которых связаны упругими элементами, например в виде скоб 13 по границам торцовых и продольных каналов, также под действием перепада давления электролита принимает форму и размеры обрабатываемого отверстия. При уменьшении или увеличении размеров отверстия концы соответственно сгибают или распрямляют скобу. При этом скобы препятствуют перетеканию электролита на слив, минуя зону обработки 19, так как их высота равна высоте уплотнительной насадки. После отключения давления электролита упругий элемент в виде скобы возвращает кольцо 4 в исходное положение, при котором кольцо стянуто ко дну кольцевой канавки.

Таким же образом, под действием перепада давления электролита при уменьшении или увеличении размеров обрабатываемого отверстия концы разрезного кольца, связанные упругими элементами 16 с державкой, соответственно углубляются в окно 13 или выступают из него, постоянно уплотняя зону обработки 19.

П р и м е р. Производилась электрохимическая прошивка полостей с профилем поперечного сечения в форме "восьмерки" и плоским дном в образце из стали электродом-инструментом с гибким разрезным уплотнительным кольцом и с уплотнительной насадкой, имеющей жесткую форму с размерами, точно соответствующими обрабатываемой полости. В качестве рабочей жидкости прокачивался 10% -ный водный раствор азотнокислого натрия с добавками 3% Na₂SO₄ и 1% NaNO₂ под давлением 2,8 кг/см², при 17-19^оС, напряжении на электродах 10 В, скважности импульсов 2,0, токе 90 А.

Результаты обработки в обоих случаях одинаковые: скорость обработки 0,28-0,30 мм/мин, шероховатость поверхностей R_a 0,2-0,8 мкм, разность размеров +0,015 мм.

Формула изобретения

1. ЭЛЕКТРОД-ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ПРОШИВАНИЯ ОТВЕРСТИЙ, содержащий державку с центральным каналом подвода электролита и радиальными отверстиями, связанными с центральным каналом и предназначенными для подвода электролита в зону обработки, и установленные на державке торцевой формообразующий элемент и диэлектрическую уплотнительную насадку в виде кольца с диаметрально расположенными каналами для подвода и отвода электролита, причем каналы подвода связаны с радиальными каналами державки, а каналы отвода выполнены на наружной поверхности кольца, отличающийся тем, что на внутренней поверхности уплотнительной насадки выполнены продольные пазы, симметричные межканальным перегородкам на наружной поверхности.

2. Электрод-инструмент по п.1, отличающийся тем, что уплотнительная насадка выполнена в виде разрезного кольца, концы которого связаны с державкой посредством упругих элементов.

3. Электрод-инструмент по п.1, отличающийся тем, что дополнительная насадка выполнена из двух частей, концы которых связаны упругими элементами по границам торцевых и продольных пазов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4