Способ размерной электроэрозионно-химической обработки

 

ца (111: СОК@ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗВ0 В 23 Р г/ 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ДвторСному св ткльотвм

ti

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2, г ) 3345955/.35-08 (22) 09.10.81 (46) 23,04.83. Бюл. rr 15 (72) В.Н. Эагоруй, A.Н. Зайцев и В.И, Полянин (71) Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (53) 621а9.047(088i8) (56 ) 1.Авторское. свидетельство СССР

Р 666021 р кл, В 2 3 P 1/00 р 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

9 593879 кл. В 23 P.1/00, 1975 ° (54)(57) СПОСОБ РАЗМЕРНОЙ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННО-ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ, осуществляемой в проточном электролите на импульсном униполярном напряжении с периоДическим наложением на зону обработки ультразвуковых колебаний при их интенсивности, превышающей порог кавитации в электролите, моменты включения и отключения которых определяют по величине тока и знаку его первой производной,о т л и ч а ю . щ и и с я тем, что, с.целью интенсификации обработки и снижения ее энергоемкости, ультразвуковые колебания включают до окончания предыду" щего импульса при.отрицательном зна- . ке производной разрядного тока по времени, а отключают поже окончания электрохимической стадии последующего импульса при положительном знаice производной разрядного тока по времени, причем величина разрядного тока в моменты включения и отключения ультразвуковых колебаний на 2-10%Я превышает амплитудное значенну тока на электрохимической стадии.

1013183

Изобретение .относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки токопроводящих материалов и может быть использовано при обработке деталей из труднообрабатываемых металлов и сплавов. 5

Известно, что при. электроэрозионной обработке после прохождения импульса технологического тока на зону обработки через электрод-инструмент подают ультразвуковые колебания 10 .с периодом посылок, равным периоду следования технологического тока в течение времени t, определенного из неравенства

1 2 15 где — время подачи ультразвуковых колебаний; — длительность импульса тех1 нологического тока;

Т вЂ” период следования импуль-. сов технологического тока;

Y, — длительность полупериода ультразвуковых колебаний(1 ), Недостатком данного способа является низкая производительность,. определяемая производительностью электроэрозионной обработки.

Известен также способ электрохимической размерной обработки в проточном электролите импульсным током с наложением в цепях интенсификации процесса на зону обработки ультразву ковых колебаний, в процессе которой моменты включения и выключения ультразвуковых колебаний определяют, согласовывая со значением первой произ,водной -ехнологического тока (2).

Недостатком данного способа также является недостаточная производительность процесса обработки и высокая энергоемкость его. 40

Цель изобретения — интенсификация процесса обработки и снижение энергоемкости.эа счет одновременного уменьшения электрохимического тока и времени запаздывания пробоя на элект-45 рохимической стадии импульса увелиение КПД импульса вследствие улучшения условий выброса расПлавленнОго металла из лунки при неизменной энергии импульса. 50

Поставленная цель достигается тем, что при размерной электроэрозионно"химической обработке, осуществляемой в проточном электролите на импульсном униполярном напряжении с периодическим наложением на зону обработки ультразвуховых колебаний прИ их интенсивности, превышающей порог кавитации в электролите, моменты включения и отключения которых опреде ляют по величине тока и знаку его 60 первой производной, ультразвуковые колебания включают до окончания разрядного тока предыдущего импульса: при отрицательном знаке производной разрядного тока по времени, а отклю-. 65

Ь чают после окончания электрохимичес- кой стадии последующего импульса при положительном знаке производной разрядного тока по времени, причем величина разрядного тока в моменты включения и отключения ультразвуковых колебаний на 2"10% превышает амплитудное значение тока на электрохимической стадии.

На чертеже представлена схема осуществления предлагаемого способа.

Установлено, что влияние ультразвукового поля большой интенсивности (в эксперименте 11 Вт/cM2) на характеристики пробойного импульса при

ЭЭХО заключается в снижении величины тока на электрохимической стадии импульса и одновременном уменьшении ее длительности йли времени запаздывания пробоя. Уменьшение величины злектрохимического тока на предпробойной стадии импульса в 1,5-2 раза связано с увеличением объемной концентрации газовой фазы в рабочей жидкости и, следовательно, увеличением сопротивлеиия межэлектродиого промежутка.

Уменьшение времени запаздывания пробоя в 2,5-3 раза обусловлено уменьшением потенциала выделения водорода на катоде, ускорением создания газо парового слоя, необходимого для развития пробоя, а также уменьшением электрической прочности межэлектродной среды вследствие дополнительного источника ионизации (кавитации).

Кроме того, экспериментально установлено (табл. 1), что эрозия анода значительно (для материала 12Х18Й10Т в 1,3 раза) увеличивается при наложении. Ультразвукового поля на электродный промежуток, что приводит к

;улучшению условий эвакуации расплавленного металла из лунки.

Включение ультразвука происходит в момент времени, соответствующий т. М на конечной стадии прохождения импульса тока. Производная тока по времени (†) в этот момент

3i

Ю отрицательна. Величина тока Э„несколько (на 2-10% ) превышает.амплитудное значение тока на электрохимической стадии (Э.. „). В течение времени, соответствующем окончанию стадии плавления металла и эвакуации его из лунки (заканчивается после окончания действия импульсов тока) ультразвук способствует повышению производитель- ности единичного акта эрозии. Ультразвуковые колебания во время паузы. между импульсами технологического тока приводят также к значительному улучшению условий эвакуации продуктов эрозии из межэлектродного зазора,что приводит к повышению производительности в 3-6 раз. На электрохимической стадии импульса ЭЭХО (кривая (.K)ультразвуковые колебания приводят к сни1013183 жению величины тока и уменьшению длительности предпробойной стадии импульса ЭЭХО. При этом в 3-4 раза снижается доля энергии импульса, затрачиваемая на подготовку к пробою межэлектродного промежутка, нагревание рабочей среды и т.д. Доля сэкономленной Энергии; по .сравнению с процессом ЭЭХО, возрастает при увеличении площади обработки, где на предпробойной стадии расходуется значительная доля.энергии импульса.

Такое действие ультразвука приводит одновременно к снижению энергоемкости и увеличению. производительности единичного импульса ЭЭХО. Снижение энергоемкости, процесса при массовом действии импульсов способствует снижению количества пробоев через частицу за счет измельчения продуктов эрозии в кавитирующей рабочей среде и их интенсивной эвакуации.

Отключение ультразвука происходит в момент достижения током эрозии величины у (т. t4) при этом произ- водная дт Щ положительна. !

Ультра- Диамет звуковое эрозио поле ной лу фиу мм

Амплитуда напряжения импульса, В есовая Длительрозия ность, мкс .40 кг лубина розионой луни, мм

Материал

1,57-1,76 (0,09-0,1) 6,12 320

1 86 0,11-0,12 7,95 320

130.12X18Hi0T

1,76

1,86

135

280

0,1-0,11

0,13

ЭИ4 3.7Б

280

П р и м е ч а н и е: весовая эрозия определялась по убыпи веса образца в результате ста единичных разрядов..

Составитель В. Лукьянов

Редактор В. Иванова Техред И- Гайду Корректор И. ШУлл

Заказ 2892/19 Тираж 110 4 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР йо.делам изобретений и открытий

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

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

Съем основной части мет.алла на эрозионной стадии процесса ЭЭХО происходит при оптимальной с точки зрения производительности величине межэлектродного зазора.Осуществление предлагаемого способа возьюжно при помощи специального устройства, синхронизируящего работу источника питания для ЭЭХО и ультразвукового генератора.

Пример. Обработка отверстия

s детали "Шестерня" °

Используют материал детали

10 12Х2Н4А, электрод-инструмент (катод) эрозионностойкий графит ЭЭГ, электролит 2,5%-ный водный раствор Hog+ передачу ультразвуковых колебаний осуществляют через ЭИ. При этом

35 площадь обработки 300 мм, амплитуда. импульсов напряжения 110 В, частота следования импульсов 600 Гц, скважность 2,.амплитуда колебаний торца

ЭИ 30 мкм, частота улвтразвуковых колебаний 21,5 кГц, давление электролита 6 ат, настраиваемая величина .тока 3кдля включения и отключения ультракзвука 450 А, линейная око" вость обваботки 40 мм/мин.

25 Предлагаемый способ позволяет в

8-10 раз увеличить производительность труда по сравнению с механическими операциями обработки отверстий в деталях.