Устройство для размерного травления

 

Изобретение относится к оборудованию для -химической обработки металлических поверхностей, в частности к устройствам для размерного травления . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеснечения равномерной обработки заготовок сложной формы. Заготовки 3 закрепляют в раме 4 зажимами 5, подсоединяют тросы 19, а раму 4 подвешивают на узел 2 фиксации крюками 6 и погружают в ванну 1. Включают подачу воды в резервуар 13 через узел 14 стабилз1 задин уровня. Циклические импульсы давления воздуха передаются по трубопроводам II и 12 к колоколу 7 и в чаши 16 с поплавками 18. В чашах 16 происходят nepeMei4emie воды в стояки 17 и обратно в чаши 16, вызывающее циклические вертикальные колебания поплавков 18 и турбулизацию потока , обтекающего заготовки 3 и раскачивающего раму 4. Это исключает образование устойчивых течений на поверхностях заготовок 3 и обеспечивает высокую равномерность обработки их по всей поверхности. Конструктивные особенности устройства обеспечивают возможность наблюдения за основным физическим параметром травящего раствора - удельной массой и определять количество металла, растворенного в процессе обработки партии заготово2 : 3, т.е. вести непрерьшньй контроль за процессом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л с . J j / 7 VJN ( гчэ (Х NJ;: оо 00 Ь5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 25 F 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3962889/22-02 (22) 03.10.86 (46) 07.03.87. Бюл. У 9 (72) Н.В. Волков, Л.П. Пахтин, Д.В. Никонович и Б.П. Якушев (53) 621.794.41(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 128468, кл. С 23 F 1/08, 1959.

Авторское свидетельство СССР

Ф )011727, кл. С 23 F 1/08, 1982. (54) УСТР01!С7ВО ДЛЯ РАЗМЕРНОГО ТРАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к оборудованию для -химической обработки металлических поверхностей, в частности к устройствам для размерного травления. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения равномерной обработки заготовок сложной формы. Заготовкй 3 закрепляют в раме 4 зажимами 5, подсоединяют тросы 19, а раму 4 подвешивают на узел 2 фиксации крюками

6 и погружают в ванну 1. Включают. SU» 1294882 А1 подачу воды в резервуар 13 через узел

14 стабилизации уровня. Циклические импульсы давления воздуха передаются по трубопроводам 11 и !2 к колоколу 7 и в чаши 16 с поплавками 18. В чашах

16 происходит перемещение воды в стояки 17 и обратно в чаши !6, вызывающее циклические вертикальные колебания поплавков 18 и турбулизацию потока, обтекающего заготовки 3 и раскачивающего раму 4. Это исключает образование устойчивых течений на поверхностях заготовок 3 и обеспечивает высокую равномерность обработки их по всей поверхности. Конструктивные особенности устройства обеспечивают возможность наблюдения за основным физическим параметром травящего раствора — удельной массой и определять количество металла, растворенного в процессе обработки партии заготовок 3, т.е. вести непрерывный контроль за процессом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

t 129488

Изобретение oтносится к оборудованию для химической обработки металлических поверхностей и может быть использовано в технологии машиностроения, в частности, при обработке заготовок сложной пространственной формы.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей за счет обеспечения равномерной об- 10 работки заготовок сложной формы.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства"

Устройство содержит ванну 1 для травящего раствора с узлом 2 фиксации 15 заготовок 3, к которому свободно подвешена рама 4 с зажимами 5 посредством., например, тросов с крюками 6, одетых в чулок из полиэтиленовой пленки. Кроме этого, в ванне 1 установлен напорный колокол 7, сообщающийся с объемом ванны 1 через трубопроводы 8, заканчивающиеся винтовыми отражателями 9. Колокол 7 сединен также с напорным колоколом

I0 трубопроводами 11. В напорный колокол 10 введен трубопровод-капельница 12, коммутирующий его с верхним резервуаром 13, который снабжен узлом 14 стабилизации уровня. Напорный колокол 10 снабжен также переливным патрубком 15, выполненным в виде сифона и имеющим возможность вертикальных наладочных перемещений его верхней точки перегиба. На наружные стен- 35 ки ванны 1 навешены карманы, выполненные в виде чашечных манометров и соответственно имеющие чаши 16 и стояки 17, в которых размещены поплавки-приводы 18. Последние кинематически соединены с рамой 4, например, тросами 19, перекинутыми через блоки 20. Поплавки-приводы 18 размещены в стояках 17 свободным подвешиванием на тросы 19 и в нап:;,авляющих 21. Чаши 16 соединены трубопроводами 22 и 11 с налорным колоколом

10 через распределительную камеру 23, внутри которой помещены шары-клапаны 24 с разной обтекаемостью. Такие шары могут быть выполнены наклеивакием на (например теннисные шарики)

BoJIHcTHpoJIsHoN крошке или ворса иэ лентовидных и крученых, нитей или другим подобным способом, создающим неустойчивый и неопределенный характер их обтекание воздухом. Трубопроводы

22 подсоединены к распределительной

2 2 камере ?3 через патрубки 25, образующие при сопряжении с донной стенкой камеры 23 гнезда для размещения шаров-клапанов 24. В термостатируемом кармане 26, сообщающемся с ванной I трубопроводами 27 с клапанами 28, размещен поплавок-измеритель 29. Этот поплавок-измеритель 29 снабжен узлом считывания показаний изменения уровня раствора, выполненным, например, иэ стрелки 30, посрецством которой он подвешен на шарнирную опору 31.

Кроме этого, узел считывания показаний имеет шкалу 32 прямого считывания и, например, фотоэлектрический преобразователь информации, обеспечивающий ее телепередачу в систему автоматического управления процессом и содержащий, например, лампу 33 накаливания и фотореэистор 34.

Устройство работает следующим образом.

Верхнюю точку перегиба переливного патрубка )5 устанавливают для получения необходимой амплитуды колебаний давления ьН, Величину ьН определяют при наладочных работах как обеспечивающую необходимую величину амплитуды колебаний поплавков (Н ). Эаготовки 3 закрепляют в раме 4 зажимами 5. K раме 4 подсоединяют тросы

l9, а саму раму 4 подвешивают на узел

2 фиксации крюками 6 и погружают в раствор ванны 1 так, чтобы она находилась выше винтовых отражателей 9.

После этого включают подачу воды в резервуар 13 через узел 14 стабилизации уровня. Далее устройство работает в автоматическом режиме от генератора циклических колебаний давления, аналогично релексационному RC-генератору. Этот ге.нератор работает от источника энергии (резервуара 13), подключенного через резистор (трубопровоц-капельницу 12) к емкости (напорному колоколу 10), которая разряжается через пороговое разрядное устройс.тво — переливной патрубок 15. выполненный в виде сифона. Модули "-нергии, выделяемые этим генератором в виде циклических импульсов давления воздуха, передаются по трубопроводам 11 и 22 к исполнительным механизмам— колоколу 7 ч в чаши 16 с поплавками

18. В указанных исполнительных механизмах модули энергии выполняют работу циклических перемещений раствора по трубопроводам 8 в ванну 1 на

3 1:. 9 винтовые отражатели 9 и обратно под колокол 7. В чашах 16 выполняется работа перемещения воды в стояки !7 и обратно в чаши 16. В соответствии с этим возникают циклические вертикальные колебания положения поплавков 18. Распределение энергии, сообщенной раствору, происходит при его турбулизации на винтовых отражателях 9, турбулентном обтекании заго- 10 товок 3 и раскачивании рамы 4 с заготовками 3, хаотиэирующем указанное обтекание. Последнее исключает образование устойчивых шнуровидных течений на поверхностях заготовок 3, 15 открытых воздействию турбулентных потоков, образованных BHHToBbMH отражателями. Амплитуда Н„ колебаний уровня воды в стояках 17 в сумме с амплитудой 1г колебаний уровня воды Zo в чашах 16 практически равна амплитуде Н ц колебаний уровня воды в напорном колоколе 10, поэтому сжатие воздуха при таких давлениях (менее

1 м вод.ст. ) незначительно. Для кон- 25 кретного кармана-манометра

H8=h я, /S,, (1,) где Я и S, - площади горизонтальных сечений чаши 16 и стакана 17 соответственно.ЗО

Н, является также практически амплитудой вертикальных колебаний уровня поплавков †привод 18, передающих энергию импульсов давления на раму 4 с заготовками 3 через трособлочные кинематические узлы, выполненные из тросов 19 и блоков 20. Каждый карман выполнен со своей величиной

Ь, /S. н, следовательно, Н„, т.е. ко-,О эффициент усиления каждого карманаманометра как передаточного звена, имеет значения в пределах от 0,5 до

1. Применение в тросо-блочных узлах. подвижных и неподвижных блоков также 4 обеспечивает разные коэффициенты усиления при передаче ими амплитуды колебаний поплавков 18 к раме 4. Так, узел, показанньпг на чертеже слева, имеет коэффициент усиления, равный двум, бпагодаря подвижным блокам, закрепленным на штоке поплавка 18, и направляющим 21. При этом если правый трос 19 ослабляется, то левый натягивается и наоборот. Так, благо- даря равным коэффициентам усиления отдельных линейных передаточных звеньев суммарная передаточная функция

88 > количества двггжепия от генератор» колебаний давления íà раггу 4 станоBHтся нелинейной. Поэтому рама 4 с заготовками 3 совершает сложные колебательные движения с неповторяемым характером. Такой характер колебаний рамы 4 обусловлен при этом указанным раскачиванием рамы 4 турбулентными потоками, образуемыми винтовыми отражателями 9, а также наличием трения в блоках 20 и направляющих 21 Распределительная камера 23 усиливает этот характер неповторяемости колебательных движений рамы 4, Это происходит благодаря тому, что при передаче импульса давления от напорного колокола 10 к гашам 16 в патрубках

25 этой камеры воздух циклически изменяет направления движения. Так, при движегпги воздуха от чаш 16 к напорному колоколу 1О шары-клапаны 24 поддуваются этим воздухом, поворачиваются на неопределенный угол или меняют свое местоположение. От этого при движения воздуха обратно к чашам 16 гидродинамическое согротивление щелей, образованных шарами-клапанами 24 с гнездами патрубков 25„ в каждом цикле разное, что обуславливает соответственно разные в каждом цикле скорости движения поплавковприводов 13. Все это усиливает неповторяемый характер колебаний рамы 4 и обеспечивает высокую равномерность обработки растворением всей поверхности заготовок 3 сложной пространственной формы, закрепленных в этой раме 4. Наблюдение за основ ным физическим параметром травящего раствора — удельной массой — позволяет судить об эксглуатационных свойствах раствора, также определяющих равномерность обработки и, кроме того, определять количество металла, растворенного эа период обработ.ки одной партии заготовок 3., Последнее позволяет прогнозировать толщину растворившегося слоя металла на заготовках 3 по приращению величины удельной массы раствора и прекращать процесс обработки по достижении ее расчетной величины, Реализации сказанного осуществляется в следующем порядке. Колебания давления в колоколе 7 на величину,гН вызывают колебания уровня раствора в ванне 1 и термостатпруемом кармане 26, сообщающемся с ванной 1 трубопроводами

1, п4 882

27 на величину ), . к< T ра 1 ра г чп гь1ва ется па формуле

<4 р: d1 Рь Б р„ /Р(""1рь, (2 где p — величина удельной массы ваь г 3 ды, кг/м ;

H „ — площадь зеркала раствора пад колоколом, м 2, величина удельной массы расР твора;

Б,ь — площадь зеркала раствора в ванне, м

Величины p,,Б, S имеют нору стоянные значения для конкретного устройства и конкретных условий цеха.

В связи с этим в формуле (2) замещаем перечисленные величины на постоянную величину K (кг/и ), тогда (3)

Р,=

Р

В начале процесса, т.е. после

20 опускания рамы 4 с заготовками 3 в раствор фиксируют величину h H на е шкале 32 или на вторичном регистрирующем устройстве (не показан), работающем от фотоэлектрического преобразователя из лампы 33 и фаторезистора 34. Па формуле (3) рассчитывают начальную величину Pp, „ . Исходя из суммарной площади обрабатываемых заготовок 7S, толщины слоя металлаБ, предназначенного для удаления, и величины удельной массы зтого металла Р,, подсчитывают массу металла М, которую необходимо растворить фик cH p JL Iott с помощью

30 со шкалой 22 или фотоэлектрическим преобразователем, процесс обработки прекращают вручную или автаматичес5 ки извлечением рамы 4 из раствора.

Клапаны 28 обеспечивают циркуляцию раствора через карман 26, повышая точность измерений и обработки зага3.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Устройство для размерного трав(4) М=с- ЕЯр Р, =11/(v„+ v } (5)

Определяют конечную величину удельной массы раствора .сложением

1 и Р и конечное ожидаемое зна НаЧ P e чение величины h „

K àÍ (6) Р нач

При достижении уменьшения амплитуды колебаний раствора да величины 50

Составитель В

Редактор Н. Лазаренко Техред JI.ÎëeH дами.

2. Устройства па и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтс карман снабжен поплавком-измерителем с уз— лом считывания показаний амплитуды колебаний уровня раствора.

Трегубов ник Корректор M. Шароши

Заказ 566/30 Тираж 613 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Далее подсчитывают ожидаемое приращение величины удельной массы раствора аР, ат растворения в его объеме Ур металла в количестве М

Конструктивные особенности устройства позволяют осуществлять обработку заготовок сложной пространственной формы с высокой точностью благодаря превращению циклических импульсов давления в хаотические колебания рамы с заготовками относительно раствора с одновременным получением информации о количестве растворенного металла. ления, содержащее ванну для травильного раствора, резервуары для воды, расположенные друг над другом с возможностью сообщения посредством трубопровода-капельницы, напорный колокол, переливной патрубок в виде сифо-, на и узел фиксации заготовок, о т и и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ра.ширения функциональных вазможностей за счет обеспечения равномерной обработки заготовок сложной формы, ана снабжено распределительной камерой, карманами, выполненными в виде чаше нных манометров са стояками и поплавками-приводами, при этом карманы соединены с напорным колоколом через распределительную камеру, выполненную с шарами-клапанами, а узел фиксации заготовок кинематически связан с поплавками-приво