Способ гидроабразивного разделения вязких материалов


 


Владельцы патента RU 2455132:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный космический научно-производственный центр имени М.В. Хруничева" (ФГУП "ГКНПЦ им. М.В. Хруничева") (RU)

Способ относится к области машиностроения и может быть использован для интенсивной гидроабразивной разрезки металлических вязких материалов. Способ включает наложение постоянного электрического поля обратной полярности на разделяемый материал и рабочую среду с контролем величины анодного тока. В начале процесса разделения устанавливают напряжение, предельно допустимое для анодного растворения обрабатываемого материала, и одновременно контролируют силу анодного тока до достижения им стабильной величины, после чего изменением напряжения наполовину снижают величину анодного тока и поддерживают это значение до окончания процесса разделения вязкого материала. Способ позволяет интенсифицировать процесс разделения вязких металлических материалов и стабилизировать качество поверхностного слоя в зоне разрезки. 1 ил., 1 пр.

 

Способ относится к области машиностроения и может быть использован для интенсивной гидроабразивной разрезки металлических вязких материалов.

Известен способ [1, стр.106] размерной обработки металлических деталей потоком металлических гранул в водной среде нейтральных солей. Способ позволяет выполнять анодное растворение вязких материалов с поверхности деталей, но не пригоден для разделения материалов воздействием гранул.

Известен способ [2] очистки абразивной ленты от вязких продуктов обработки за счет обратной полярности. Способ позволяет восстановить режущую способность зерен, закрепленных на металлической ленте, но паузы между импульсами тока снижают производительность обработки из-за сокращения периода анодного растворения металла заготовки, поэтому способ не пригоден для использования при очистке свободного абразива, не связанного металлической основой ленты.

Известен способ [3, стр.41-50] гидроабразивной резки с использованием водной струи с абразивным песком или гранулами при высоком давлении. К недостаткам способа относится снижение производительности и качества поверхностного слоя при разделении вязких материалов из-за налипания вязкого материала на поверхность абразивных зерен, снижение скорости удаления материала и нарушение качества зоны разделения материала.

В качестве аналога выбираем способ [2].

Предлагаемый способ позволяет интенсифицировать процесс разделения вязких металлических материалов и стабилизировать качество поверхностного слоя в зоне разрезки.

Предлагается способ гидроабразивного разделения вязких материалов, который осуществляют с наложением постоянного электрического поля обратной полярности на разделяемый материал и рабочую среду с контролем величины анодного тока. В начале процесса разделения устанавливают напряжение, предельно допустимое для анодного растворения обрабатываемого материала, и одновременно контролируют силу анодного тока до достижения им стабильной величины, после чего изменением напряжения наполовину снижают величину анодного тока и поддерживают это значение до окончания процесса разделения вязкого материала.

На чертеже показана схема способа разделения вязких материалов.

Режущая головка 1, которая одновременно является токоподводом к жидкой рабочей среде 2, включающей промышленную воду или слабый раствор нейтральных солей и абразивный порошок или гранулы 3, противостоит разделяемому вязкому материалу 4. Головка 1 и материал 4 подключены к источнику постоянного тока 5 с регулятором напряжения 6 и амперметром 7. При этом анодом является головка 1.

Способ осуществляют следующим образом. На координатный стол станка (на чертеже не показан) устанавливают вязкий материал 4, подводят к нему режущую головку 1, подключают к головке 1 положительный полюс источника постоянного тока 5, а к материалу 4 - отрицательный полюс. Повышают напряжение на головке 1 и материале 4 регулятором 6 до верхней границы, рекомендованной, например в [1, стр.107]. Через головку 1 подают струю из рабочей среды 2, включающей абразивный порошок или гранулы 3. После начала разделения материала 4 на абразивный порошок или гранулы 3 налипает слой удаленного материала 4. Абразивный порошок или гранулы 3 перемещаются в ванну с насосом (на чертеже не показано), откуда повторно подаются в зону разделения материала 4, и через воду и металлизированный абразивный порошок или гранулы 3 начинается рост силы анодного тока, контролируемого амперметром 7, сигнал с которого поступает на регулятор 6. После достижения предельной концентрации металлизации порошка или гранул 3 сила тока стабилизируется и регулятором 6 напряжение снижают до достижения силы тока около половины стабилизированного значения, что обеспечивает удаление с выступающих режущих частей абразивного порошка или гранул 3 налипшего слоя вязкого материала 4. Установленную силу тока поддерживают регулятором 6 по величине напряжения от источника постоянного тока 5.

Пример осуществления способа.

По предлагаемому способу разрезают алюминиевые листы толщиной 20 мм. Рабочая среда - гранатовый концентрат GMA 80 в промышленной воде. Давление рабочей среды - 400 МПа. Источник постоянного тока ВАКР-320 с регулируемым напряжением 0-36 В. Устанавливают напряжение на электродах 16 В. При этом на амперметре было около 2 А. Через 7-8 секунд разделения ток увеличился до 11,8 А. После чего напряжение на электродах было снижено до 12 В при силе тока 6±0,2 А. В течение периода разделения напряжение колебалось в пределах ±1 В. Полученные результаты разделения материала: скорость 720 мм/мин (в базовом варианте по [3], стр.49 при качественной резке - 200 мм/мин). Шероховатость поверхности зоны разделения Ra=5-10 мкм (в базовом варианте по [3], стр.48 Rz=40-160 мкм).

Источники информации

1. Смоленцев В.П. Технология электрохимической обработки внутренних поверхностей // М: Машиностроение, 1978 - 176 с.

2. Патент РФ №2261164 «Способ очистки абразивной ленты на металлической основе и устройство для его реализации», бюл. изоб. №27, 2005.

3. Павлов Э. Гидроабразивная резка // Умное производство, №1 (7), 2009.

Способ гидроабразивного разделения металлического вязкого материала, включающий наложение постоянного электрического поля обратной полярности на разделяемый материал и рабочую среду с контролем величины анодного тока, отличающийся тем, что в начале процесса разделения устанавливают напряжение, предельно допустимое для анодного растворения обрабатываемого материала, и одновременно контролируют силу анодного тока до достижения им стабильной величины, после чего изменением напряжения наполовину снижают величину анодного тока и поддерживают это значение до окончания процесса разделения вязкого материала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано, например, для упрочнения инструмента, направляющих скольжения оборудования, где недопустимо нанесение частиц упрочняющего сплава.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении деталей, выполненных из труднообрабатываемых токопроводящих материалов и имеющих недоступные для традиционного инструмента внутренние полости.

Изобретение относится к комбинированным методам разделения металлов. Способ включает струйную обработку с использованием свободного абразива и анодное растворение припуска, при этом в качестве абразива используют нетокопроводящие абразивные гранулы, на которые наращивают слой льда из электролита толщиной не менее высоты выступания граней абразива, при этом абразивные гранулы со слоем льда из электролита подают на разделяемый материал, подключенный к положительному полюсу источника тока, водяной струей через смесительную камеру, которая подключена к отрицательному полюсу источника тока. Способ позволяет повысить качество поверхности разделения за счет дополнительного электрохимического растворения слоя материала с поверхности разделения. 2 ил.

Способ относится к области машиностроения, в частности к термоэрозионной обработке металлических материалов, и может быть использован при электроэрозионной и комбинированной электроэрозионно-химической обработке металлических материалов в жидкой среде. В способе термоэрозионную обработку металлических материалов осуществляют в прокачиваемой жидкой рабочей среде металлическим электродом-инструментом, при этом в поступающую в межэлектродный зазор жидкую рабочую среду вводят легковоспламеняющиеся микрочастицы цинка и магния, размер которых не превышает минимальную величину зазора, и обеспечивают поддержание их объемного содержания в процессе обработки. После достижения электродом-инструментом конечного положения прекращают введение упомянутых микрочастиц в жидкую рабочую среду и при необходимости осуществляют обработку до получения требуемой шероховатости поверхности заготовки. Изобретение позволяет обеспечить возобновление поступления в зону разряда легкоспламеняющихся частиц металлов, способных создавать кумулятивный эффект. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.
Наверх