Способ электрохимического формообразования деталей

 

Использование: электрохимическая обработка деталей с одновременным контролем их деформационных характеристик. Сущность изобретения: заготовку 4 закрепляют в узле крепления 3. Регистрирующий материал 8 устанавливают жестко на узле крепления 3. Экспонируют регистрирующий материал 8. Воздействуют на заготовку 4 фиксированной нагрузкой. Осуществляют сканирование заготовки 4 электродом-инструментом 6. Удаление материала приводи к деформации заготовки к изменению интерференционной картины. Процесс ведут до достижения интерференционной картиной соответствующей эталонной . 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 23 Н 7/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР -@се®@ц, "«r"õèð

Ч„.:.

"° .. «

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4912789/08 (22) 02.01.91 (46) 30.08.92, Бюл. ¹ 32 (75) А.Г. Кесарийский и А.А. Капустин (56) Авторское свидетельство СССР

¹450686,,кл. В 23 Н 7/20, 1972. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИУИЧЕСКОГО

ФОРМ ООБ РАЗО ВАН Ия ДЕТАЛ ЕЙ (57) Использование: электрохимическая обработка деталей с одновременным контролем их деформационных характеристик.

Изобретение относится к области технологии машиностроения, а более конкретно к способам формообразования деталей, преимущественно методами электрохимической обработки.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей способа, На фиг. 1 представлено устройство для реализации способа; на фиг, 2 — характер деформирования мембраны и соответствующего интерферограмма; на фиг, 3 — исходная интерферограмма; на фиг. 4 — графики прогиба эталонной детали и заготовки.

На фиг, 1 показано устройство для реализации способа, Устройство смонтировано на виброзащищенной платформе 1 и содержит герметичную камеру для электролита

2,узел крепления 3 заготовки 4, устройство крепления и перемещения 5 инструмента 6, размещенных в камере, рамку 7 для крепления регистрирующего материала 8, оптическую систему 9, затвор 10, лазер 11. Для создания нагрузки на заготовку применяют, например, баллон 12 и регулятор давления

5U 1757798 А1

Сущность изобретения; заготовку 4 закрепляют в узле крепления 3. Регистрирующий материал 8 устанавливают жестко на узле крепления 3, Экспонируют регистрирующий материал 8. Воздействуют на заготовку

4 фиксированной нагрузкой. Осуществляют сканирование заготовки 4 электродом-инструментом 6. Удаление материала приводи. к деформации заготовки к изменению интерференционной картины. Процесс ведут до достижения интерференционной картиной соответствующей эталонной . 4 ил.

13, Отвод избытка газа из камеры 2 осуществляется сепаратором 14, Для поддержания постоянной температуры .в камере используется нагреватель холодильник 15.

Перемещение инструмента осуществляется подачей управляющих сигналов от блока перемещения инструмента (БПИ) 16, а поддержание и изменение режимов технологического процесса проводят при помощи блока рабочих параметров (БРП) 17. Для управления используется пульт управления оператора (ПУО) 18, Наблюдение интерферограмм ведут через окуляр 19.

В процессе реализации способа выполняют следующие операции:

Заготовку 4 закрепляют штатно в узле крепления 3, При этом обеспечивается r лная идентичность краевых условий устан. вки мембраны, Регистрирующий материал 8 устанавливают в рамку 7, которая жестко связана с узлом крепления 3, что обеспечивает относительную неподвижность регистрирующего материала 8 и заготовки 4. При этом обеспечивается исключение влияния на точ1757798 ность измерения смещения как целого заготовки и камеры.

Открывают затвор 10 и экспонируют регистрирующий материал 8, За>.рываюг затвор 10 и проводят обработку регистрирующего материала нэ месте экспонирования.

Затем затвор 10 вновь открывают, Воздействуют на заготовку фиксированной нагрузкой, для данного случая — давлением, путем подачи газа из баллона 12 через регулятор давления 13, Температуру в камере 2 поддерживают терморегулятором

15.

Посредством ПУО 1.. включают подачу рабочего тока на электр,.д-инструмент 6 и

его сканирование по поверхности заготовки, При этом происходит удаление части материала с поверхности обратной наблюдаемой, Удаление материала приводит к изменению напряженно-деформированного состояния заготовки, что вызывает ее деформацию под воздействием рабочей нагрузки (давления). Эти изменения приводят к изменению интерференционной картины, наблюдаемой оператором через окуляр 19 на голограмме 8.

Интерференционную картину сравнивают с эталонной интерферограммой, полученной расчетно-экспериментальным путем, и определяют зону максимального рассогласования наблюдаемой и эталонной интерферограмм, В процессе сканирования заготовки в зоне максимального рассогласования скорость перемещения инструмента 6 замедляют или увеличивают рабочий ток. Очевидно, что при этом съем металла увеличивается, / деталь соответственно деформируется и наблюдаемая интерференционная картина изменяется.

Определяют новую зону максимального рассогласования и увеличивают съем металла в этой зоне.

Процесс обработки ведут до достижения интерференционной картины соответствующей эталонной с заданной точностью, Известно, что интерференционная картина однозначно связана с перемещениями поверхности контролируемой детали. При этом по заданному полю деформации детали может быть получена эталонная интерферограмма. Кроме того эталонная интерферограмма может быть получена путем экспериментального исследования эта лонной детали.

Для пояснения сущности процесса сравнения интерферограмм прилагаются чертежи. Для примера рассматривается слу5 10

55 чай симметричного формообразования круглой мембраны. На фиг. 2а показан заданный характер деформирования мембраны по сечению А-А; на фиг, 2б — вид интерферограммы, характеризующей такой прогиб (рассматривается случай измерения нормальных перемещений).

На фиг. Зб показана исходная интерферогрэмма,полученная с заготовок до начала обработки и соответствующий ей прогиб мембраны (фиг. За).

В процессе обработки оператор сравнивает прогибы эталонной детали и заготовки.

На фиг. 4 показаны графики прогиба эталонной детали (k) и заготовки (I}. Очевлдно, что максимальному рассогласован,ю соответствует зона В-В (с учетом симметрии дан ной задачи, зона представляет собой круг), в процессе сканироваHия поверхности заготовки оператор увеличивает съем металла в этой зоне. Заготовка плавно переходит в состояние (m), см, фиг. 4. Снова определяется зона максимального рассогласования между заданным прогибом (k) и текущим (I), определенным по наблюдаемой интерферограмме. Для данного примера это кольцевая зона Г-Г. В дальнейшем процесс повторяется до получения интерферограммы„соответствующей эталонной с заданной точностью, Точность соответствия интерферограмм определяется величиной смешения интерференционных полос наблюдаемой интерферограммы по oTHoLLåíèþ к эталонной. Так, например, смещение интерференционной полосы в выбранной точке на голограмме текущего состояния, по отношению к этой же точке на эталонной и., терферограмме на одну полосу, свидетельствует об отличии прогиба заго овки и эталонной детали на величину 0,315 мкм (при использовании гелий неонового лазера и зависi интерферограммы нормально-орлентированным к поверхности заготовки световым потоком), Алгоритм сравнения может быть легко реализован на ЭВМ, что позволяетускорить процесс формообразования, Кроме обработки симметричных тел, указанных как пример конкретной реализации, способ допускает изготовление упругих деталей любой конфигурации, Способ обеспечивает следующие достоинства: обеспечение возможности изготовления деталей с заданной деформацлоннсй характеристикой за счет KDH ðîëÿ перемеще ий каждой точки заготовки в процес;е обработки; расширение номенкла.гуры вь,пускаемых изделий, Способ позволяет, на1757798 пример, изготавливать зеркала с переменным фокусным расстоянием, прецизионные пускорегулирующие элементы гидросистем, упругие элементы измерител ьных устройств и т,д.; повышение производительно ти процесса обработки за счет активного непрерывного контроля в процессе обработки, что исключает необходимость индивидуальной подгонки детали; документирование деформационной характеристики детали путем фотографирования интерферограммы после окончания обработки. Возможность обнаружения скрытых дефектов заготовки по и кажению интерферограммы; возможность применения простого инструмента, например, игольчатого типа, за счет сканирования заготовки; повышение воспроизводимости и роцесса формообразования за счет активного управления процессом и учета особенностей каждой заготовки.

Перечисленные достоинства способа обеспечивают в целом повышение технологических возможностей процесса электрохимической обработки, поскольку при изготовлении контролируется деформационная характеристика детали, определяющая ее работоспособность.

Способ может применяться и при электроэрозионной обработке.

Формула изобретения

Способ электрохимического формообразования деталей, включающий установку

5 и закрепление заготовки, нагружение заготовки рабочей нагрузкой, электрохимическую обработку заготовки с одновременным управлением процессом, о т л и ч а а щ и ис я тем, что, с целью расширения техноло10 гических возможностей способа, заготовку закрепляют со штатным условием закрепления детали, затем устанавливают регистрирующий материал, обеспечив-.ÿ его неподвижность относйтельно пр -,"..по15 сабления для крепления заготовки, изготавливают голограмму одной из поверхностей заготовки, воздействуют на заготовку фиксированной совокупностью нагрузок по величине, направлению и xagp рактеру распределения соответствующей рабочей, а электрохимическую обработку ведут сканированием обратной поверхности заготовки электродом-инструментом с управлением его положением и параметрами процесса по наибольшему рассогласованию текущей интерференционной картины с эталонной интерферограммой и завершают обработку при получении интерференционной картины, соответствующей эталонной.

1757798

1757798

Составитель Ю,Пинчук

Редактор Л.Пчолинская Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор H.Êåøåëÿ

Заказ 2958 Тираж 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