Устройство для электрохимической обработки непрофилированным электродом-проволокой

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к электрохимическим методам обработки проволочным электродом-инструментом. Цель изобретения - повышение производительности и качества обработки за счет улучшения условий эвакуации шлама. Колебательные движения проволоке сообщают направляющие ролики 3 и 4. На каждом ролике выполнены прямолинейные участки - хорды. Количество M хорд может быть различным. В случае, когда M*982, хорды являются сторонами правильного многоугольника и плавно сопряжены с цилиндрическими участками ролика. Количество хорд на первом и втором роликах различно. Это исключает возникновение синхронных колебаний. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1И (51) В 23 Н 7/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ

ilQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4601659/25-08 (22) 02.11.88 (46) 23.09.90. Бюл. 1(35 (72) Ю.С. Волков, А.В. Никифоров, В.С. Ашмарин и А.Н. Трошин (53) 621.9. 048{088.8) (56} Авторское свидетельство СССР

И 210597, кл. В 23 Н 7/08, 1966. (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИИИЧЕСКОЙ

ОБРАбОТКИ НЕПРОФИЛИРОВАННЫИ ЭЛЕКТРО. ДОМ-ПРОВОЛОКОЙ (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к электрохимическим методам обработки проволочным электродом-инструментом. Цель изоб2 ретения - повышение производительности и качества обработки за счет улучшения условий эвакуации шлама. Колебательные движения проволоке сообщают направляющие ролики 3 и 4 ° На каждом ролике выполнены прямолинейные участки - хорды. Количество m хорд может быть различным. В случае, когда

m ) 2, хорды являются сторонами правильного многоугольника и плавно сопряжены с цилиндрическими участками ролика. Количество хорд на первом и втором роликах различно. Это исключает возникновение синхронных колебаний. 1 з.п. Ф-лы, 5 ил.

1593810

Изобретение относится к области машиностроения, конкретно к электрохимическим методам обработки проволочным электродом-инструментом.

Цель изобретения - повышение производительности и качества обработки за счет улучшения условий эвакуации шлама.

Цель достигается тем, что направляющие проволоку ролики имеют наряду с радиусными прямолинейные участки в виде m хорд, а в случае m > 2 хорды являются сторонами правильного многоугольника и плавно сопряжены с радиусными участками, при этом количество хорд на роликах неодинаково.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2-5ролики с ш: = 1, ш = 2, m = 3 и m = 4, 2О

Устройство (фиг. 1) имеет скобу на которой расположены катушки 2 (подающая и приемная) и направляющие ролики 3 и 4, причем для ролика 3

m = 1, а для ролика 4 m = 2. По роли- 25 кам перематывается непрофилированный электрод-инструмент 5, расстояние, между осями роликов составляет Ьр .

Осуществляется обработка детали 6, имеющей толщину Ь 30

Чтобы обеспечить одновременно с перемоткой проволоки колебательное движение, использованы ролики некруглого профиля. На цилиндрических роликах выполнены прямолинейные участки в виде хорд. В случае, если число хорд ш >2, они представляют собой отрезки сторон правильного многоугольника и плавно сопрягаются с цилиндрическими участками. 40

Некруглый профиль может иметь либо один из направляющих роликов, либо оба. Для исключения синхронных колебаний концов электрода-инструмента следует брать направляющие ролики с 45 различным значением m, например, как нафиг. 1: m l ит--2.

Устройство (фиг. 2) характеризуется уменьшением радиуса профиля на величину R. Деталь 6, имеющая толщи. ну Ь, обрабатывается (раэрезается) проволокой 5, в результате чего образуется зона 7 обработки. Электродинструмент (проволока) 5 яерематыва55 ется с катушек 2 по направляющим ро" ликам 3 и 4 посредством привода (не показан ) с осевой скоростью Ч„. Скоба 1 и катушка 2 имеют традиционную конструкцию (фиг. 2), а направляющие ролики 3 и 4 - некруглый профиль.

Для электрохимической обработки детали 6 можно использовать электродинструмент в виде проволоки конечной длины либо бесконечную проволоку, перематываемую в одном направлении.

Уменьшение радиуса профиля направляющих роликов Ь R-из условия перемещения проволоки в направлении рабочей подачи на величину, не превышающую

2а, где а - размер межэлектродного промежутка.

Когда 5 R меньше величины 2а, то в межэлектродном промежутке возможно появление коротких замыканий, выход из строя электрода-инструмента (проволоки). В противном случае наблюдается резкое снижение производительности процесса, поэтому оптимальной величиной принята 2а.

Рассматривая подобные треугольники (фиг. 1), можно заключить, что где b - толщина обрабатываемой заго3 товки;

Ь - расстояние между осями направляющих роликов.

Условия электрохимической обработки непрофилированным электрод-инструментом (проволокой) должны быть в общем случае такими, как и при принудительной подаче рабочей жидкости. Поэтому необходимо задать градиент скорости:

2Ч„/За 10 1/с; отношение Q/y =

2,9 ° 10 м /А c; Q/U I = 2,6> х 10 « /А с, где Q — расход рабочей жидкости в зоне обработки; U u I соответственно техническое напряжение и ток.

Чтобы подобрать такие условия обработки, необходимо связать скорость осевого перемещения электрода-инструмента (проволоки) V, ñ расходом рабочей жидкости Q.

Учитывая, что средний рабочий меж- электродный зазор равен а, и принимая эквивалентйый диаметр электрод-инструмента равным d можно оценить расход рабочей жидкости через зону обработки.

В последней на поверхности электродаинструмента (проволоки) скорость рабочей жидкости равна скорости его осевого перемещения (т.е. V„) ° Считая профиль скоростей рабочей жидкости

5 15 параболическим, скорость рабочей жид- кости в межэлектродном промежутке получаем равной

Р Р 3 где Vù — скорость осевого перемещения электрода-инструмента (проволоки);

V - средняя скорость рабочей жидкости в зоне обработки, в этом случае расход рабочей жидкости равен

93810 расходу жидкости, при котором отсутст, вует кипение, можно определить минимальную скорост осевого перемещения

5 электрода-инструмента (проволоки)

Vt1, а также наименьшее произведение радиуса направляющего ролика R> на частоту его вращения n:

U.X

10 n.R )5 10 --" в

Р а(д„-а)

rpe d д - размер электрода-инструмента (n ðîâîëîêè); а - межэлектродный зазор.

Для обеспечения высокой стабильности процесса обработки необходимо полностью исключить кавитацию рабочей жидкости на входе электрода-инструмен. та (проволоки) в зону обработки. Если обработка происходит в ванне с непод.вижной рабочей жидкостью при атмосферном давлении 10 Па, а его прокачка осуществляе1ся только.за счет перемотки проволоки, то условием отсутствия кавитации является положитель- ность гидростатического давления.

Согласно уравнению Бернулли это соблюдается, когда 4п

bh 3 .

10 Р VZ > 0

21 об и п Кр — « Е. 3,3 — — °

Я ь ((0,5d>+ а) — (D,5д„)г)Ч

2и — а(Й а)Ч

3 где О - плотность рабочей жидкости (e первом приближении

1 Цз кг/мз).

Из последнего условия следует, . что скорость осевого перемещения электрода-инструмента (проволоки) не должна быть больше 21 м/с. Поэтому радиус направляющих роликов R (и) и частота их вращения и (об./с) долж ны выбираться из соотношения где U - напряжение, В;

I- ток, А; а - межэлектродный зазор, м; с1 „"- диаметр проволоки, м.

Для рассматриваемого процесса характерно наибольшее напряжение 0

20 В, максимальная плотность тока

j 2 10 Д/м2

Тогда ток равен

С учетом изложенного получаем нижнее ограничение величиныпроизведения радиуса направляющего ролика R р (и) на частоту его вращения (об/c}n: йь. ь. и R > 3, 1 10 з — " -— ---- - 3 1 10 з

a(dq-a) а где b - толщина обрабатываемой заго3 товки, м; а — межэлектродный зазор, м.

Пример. Техническое решение было реализовано в лабораторных ус»

>> ловиях с помощью экспериментальной установки на базе станка чГ721. Непрофилированным электродом-инструментом служила латунная проволока диаметром

0,2 мм. Резне подвергалась стальная заготовка толщиной 40 мм в ванне с 101-ным водным раствором нитрата натрия. Обработка осуществлялась при постоянном технологическом напряжении 68. Были осуществлены две серии

4> опытов.

8 первой серии опытов согласно известному стройству использовали .сопло для принудительной прокачки раствора через зону обработки при давлении l ИПа.

Для обеспечения требуемой эффектив« ности эвакуации продуктов растворения из зоны обработки параметры предлагаемого устройства выбирают таким образом, чтобы гарантировался необходимый рабочий ток, а на выходе из зоны обработки не допускалось бы кипение рабочей жидкости. По наименьшему

Во второй серии опытов согласно техническому решению для резки применялась сваренная по торцу и зачищенная латунная проволока длиной 1,2 м, размещенная на двух катушках и двух направляющих роликах некруглого профиля. Перемотка осуществлялась двигате1593810 лем постоянного тока с регулируемой частотой вращения. Направляющие ролики изготавливались первоначально круглыми с радиусом 4 см. Затем на окружности посредством напильника выполня лись срезы с параметрами; PR = 0,8 мм;

m 3; ш = 4. Глубина срезов 0,8 мм определялась из условия, что средний межэлектродный зазор составляет а =

0,1 мм, толщина разрезаемой заготовки Ь = 40 мм, а расстояние между осями направляющих роликов b = 160 мм.

Полученные результаты свидетельст- 15 вуют, что в первой серии опытов weктрохимическая резка толстой заготовки характеризуется значительной нестабильностью, наблюдались неоднократные искрения, на поверхности непрофили- 20 рованного электрода-инструмента (проволоки) были обнаружены следы прижо, гов. Поверхность реза (особенно в нижйей части заготовки) .имеет низкое качество, наблюдался "развал" поверх: ности реза. Были получены такие средние результаты обработки: пода а от

0,3 до 1,1 мм/мин; развал реза до

1,0 мм.

Во второй серии опытов при частоте 30 вращения направляющих роликов

1000 n6/мин (около 17 об/с) без применения сопла была достигнута устойчивая скорость резки до 2,1 мм/мин, ширина реза характеризовалась равномерностью по глубине и только в нижней части заготовки развал достигал

0,3 мм, Процесс обработки протекал стабильно. формула изобретения

1. Устройство для элвктрохимической обработки непрофилированным электродом-проволокой, содержащее скобу с установленными на ней с возможностью вращения направляющими роликами, предназначенными для взаимодействия с перематываемой электродом-проволокой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и качества обработки за счет улучшения условий эвакуации шлама, на каждом ролике выполнены лыски, образующие в сечении ролика контур. в виде m хорд, сопряженных участками окружности, при этом количество лысок на роликах неодинаково. .2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что при тпрр 2 лыски на .роликах расположены равномерно.

Составитель И. Комарова

Техред Д.Олийнык Корректор В. Гирняк

Редактор Л. Гратилло

Заказ 2794 Тирам .559 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101