Катод для электрохимической обработки



Катод для электрохимической обработки
Катод для электрохимической обработки
Катод для электрохимической обработки
Катод для электрохимической обработки
Катод для электрохимической обработки
Катод для электрохимической обработки

 


Владельцы патента RU 2456139:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) (RU)

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для электрохимической обработки крупногабаритных тонкостенных деталей типа тел вращения. Катод содержит рабочий элемент, профиль которого повторяет форму обрабатываемой поверхности. Рабочий элемент установлен на стержне и жестко соединен с ним, а ось симметрии рабочего элемента совпадает с осью вращения стержня, при этом рабочий элемент в части, повторяющей форму обрабатываемой поверхности, выполнен в виде пластины, ширина которой в любой ее точке соответствует условию: b1/V1=bn/Vn=const, где b1, bn - ширина пластины в различных точках, V1, Vn - линейные скорости в данных точках. Технический результат: повышение качества обработки поверхности детали за счет равномерного съема металла по всей площади поверхности. 1 табл., 3 пр., 6 ил.

 

Изобретение относится к области металлообработки, а именно к электрохимической обработке крупногабаритных тонкостенных деталей типа тел вращения.

Для обработки поверхностей деталей типа тел вращения используют катоды секционного типа (Орлов В.В., Чугунов Б.Н. / Электрохимическое формообразование - М.: Машиностроение, 1990, с.188-189).

Применение секционных катодов для обработки крупногабаритных деталей проблематично, т.к. конструкция секционного катода получается громоздкой, сложной в изготовлении и эксплуатации.

В качестве прототипа выбран трубчато-контурный катод, рабочий элемент которого повторяет профиль обрабатываемой поверхности и выполнен из токопроводящей (медной иди стальной) трубки. Концы трубки жестко закреплены в корпусе катода («Вестник машиностроения» №11, 1975). В процессе обработки катоду сообщают вращение.

Недостатком этого катода является низкая точность и невысокое качество обработанной поверхности из-за неравномерного съема металла, так как участки, расположенные на более близком расстоянии от оси вращения, обрабатываются быстрее, чем отдаленные, ввиду более длительного времени взаимодействия катода с обрабатываемой поверхностью.

Задачей изобретения является повышение качества обработки за счет достижения равномерного съема металла по всей площади обрабатываемой поверхности.

Поставленная задача решается тем, что в катоде для электрохимической обработки, содержащем рабочий элемент, профиль которого повторяет форму обрабатываемой поверхности, установленный на стержне и жестко соединенный с ним, при этом ось симметрии рабочего элемента совпадает с осью вращения стержня, согласно изобретению рабочий элемент в части, повторяющей форму обрабатываемой поверхности, выполнен в виде пластины, ширина которой в любой ее точке соответствует условию: b1/V1=bn/Vn=const,

где b1, bn - ширина пластины в различных точках,

V1, Vn - линейные скорости в данных точках.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен катод для электрохимической обработки детали полусферической формы в разрезе.

На фиг.2 - катод на фиг.1, вид сверху.

На фиг.3 представлен катод для электрохимической обработки детали конической формы в разрезе.

На фиг 4 - катод на фиг.3, вид сверху.

На фиг 5 представлен катод для электрохимической обработки детали параболической формы в разрезе.

На фиг 6 - катод на фиг.5, вид сверху.

Катод для электрохимической обработки состоит из рабочего элемента 1 и стержня 2, жестко соединенных между собой (фиг.1, 3, 5). Ось симметрии рабочего элемента совпадает с осью вращения стержня. Рабочий элемент представляет собой пластину, профиль которой повторяет профиль обрабатываемой поверхности. Ширина рабочей части пластины определена из условия b1/V1=bn/Vn=const, т.е. отношение ширины рабочей части пластины в любой ее точке к линейной скорости в этой точке есть величина постоянная.

Пример 1: Для обработки корпусной детали летательного аппарата, выполненной в виде полусферы радиусом Rд=245 мм из алюминиевого сплава АМг6, использовали катод полусферической формы, имеющий радиус Rк=244 мм (фиг.1). Радиус катода определяли как разность между радиусом детали и зазором между катодом и деталью. Материал катода - титановый сплав ОТ-4. Ширину рабочего элемента - пластины рассчитали исходя из условия b1/V1=bn/Vn=const. Зная, что катод при обработке будет совершать вращение с заданным числом оборотов (2 об/мин), по формуле ω=πn/30, через угловую скорость ω рассчитаем линейную скорость V=ωR для произвольных точек 1, 2 пластины (фиг.2). Точка 1 рабочего элемента имеет радиус вращения R1=100 мм, точка 2 - R2=210 мм. Угловая скорость рабочего элемента равна ω=(3,14·2/30)=0,21 сек-1, соответственно линейные скорости точек 1, 2 равны V1=21 мм/с, V2=44 мм/с. Примем ширину рабочего элемента в точке 1 b1=5 мм, из соотношения b1/V1=b2/V2 рассчитаем b2

b2=b1·V2/V1=10,47 мм. Принимаем b2=10 мм.

Электрохимическую обработку проводили в 15% водном растворе азотнокислого аммония NH4NO3 при плотности тока 12 А/см2. Время обработки 90 мин.

Пример 2: Для обработки корпусной детали летательного аппарата, имеющей форму полого прямого усеченного конуса с Rд max=252 мм и Rд min=150 мм из алюминиевого сплава АМг6 (фиг.3, 4), использовали катод, рабочий элемент которого имеет коническую форму с Rк max=251 мм и Rк min=149 мм. Материал катода - титановый сплав ОТ-4. Часть катода, не повторяющая форму обрабатываемой поверхности, выполнена произвольно и служит для обеспечения жесткости соединения со стержнем и симметрии рабочего элемента относительно оси стержня. Расчет ширины пластины производим аналогично примеру 1. Состав электролита и режимы обработки аналогичны примеру 1.

Пример 3. Для обработки детали летательного аппарата, имеющей форму усеченного полого параболоида вращения, изготовленной из алюминиевого сплава АМг6, использовали катод, рабочий элемент которого в части, повторяющей форму обрабатываемой поверхности, выполнен в виде пластины, ширина которой в любой ее точке соответствует условию b1/V1=bn/Vn=const. (фиг.5, 6). Часть катода, не повторяющая форму обрабатываемой поверхности, выполнена произвольно и служит для обеспечения жесткости соединения со стержнем и симметрии рабочего элемента относительно оси стержня. Размеры детали Rд maх=160 мм и Rд min=120 мм. Размеры катода Rк max=159 мм и Rк min=119 мм. Материал катода - титановый сплав ОТ-4. Состав электролита и режимы обработки аналогичны примеру 1.

Результаты экспериментальной проверки предложенного катода, представленные в таблице, показывают, что его использование понижает шероховатость поверхности и отклонение от формы.

Сравниваемые устройства Шероховатость поверхности (Ra) Отклонение от формы, мм Температура раствора (Т), °С
Устройство по прототипу 2,5 0,06-0,09 20-35
Предлагаемое устройство 2 0,025 20-30

Катод для электрохимической обработки, содержащий рабочий элемент, профиль которого повторяет форму обрабатываемой поверхности, установленный на стержне и жестко соединенный с ним, при этом ось симметрии рабочего элемента совпадает с осью вращения стержня, отличающийся тем, что рабочий элемент в части, повторяющей форму обрабатываемой поверхности, выполнен в виде пластины, ширина которой в любой ее точке соответствует условию:
b1/V1=bn/Vn=const,
где b1, bn - ширина пластины в различных точках,
V1, Vn - линейные скорости в данных точках.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электродуговому нанесению покрытий и может быть использовано в машиностроении при производстве износостойкого режущего инструмента для обработки металлов, сплавов и других высокопрочных материалов.

Изобретение относится к области металлообработки, а именно к оборудованию для электрохимической обработки крупногабаритных тонкостенных деталей типа тел вращения.
Изобретение относится к области механической обработки листового, рулонного или слоистого материала, в частности к средствам механической деформации без удаления материала, а именно к конструкции валков для ротационного тиснения, которые могут быть использованы при изготовлении упаковочных материалов, обоев и др.

Изобретение относится к области металлообработки деталей машин, в частности к способу электромеханической обработки, и может найти применение в различных отраслях машиностроения.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения качества деталей машин при изготовлении шпоночных пазов на наружных и внутренних поверхностях.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения качества деталей машин при изготовлении шпоночных пазов на наружных и внутренних поверхностях.

Изобретение относится к способам электроискрового легирования металлических поверхностей, основанным на использовании процессов, сопровождающих мгновенное освобождение электрической энергии в межэлектродном промежутке при кратковременном электрическом разряде.

Изобретение относится к ремонту и восстановлению резьбы на деталях. .

Изобретение относится к устройствам для металлообработки, а именно к инструментальным узлам для электромеханической обработки резьбы. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении шпоночных пазов на наружных и внутренних поверхностях деталей машин. .

Изобретение относится к устройствам для электрохимического маркирования металлических деталей. .

Изобретение относится к электрическим методам обработки токопроводящих материалов и может быть использовано для электрохимической размерной обработки различных пазов, каналов и уступов.

Изобретение относится к области электрохимической обработки металлов и может применяться для электрохимического полирования пространственно-сложных поверхностей.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к электрохимической обработке. .

Изобретение относится к электрохимической обработке металлов и может быть использовано при электрохимическом скруглении острых кромок и удалении заусенцев с кромок венца червяка после механической обработки.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для снятия заусенцев на электрохимическом оборудовании. .

Изобретение относится к области электрохимической и электрофизической обработки и используется при электрохимической маркировке токопроводящих материалов, в том числе и на криволинейных поверхностях.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при получении полостей в металлических деталях из любых видов заготовок, например, при изготовлении рабочего профиля пресс-форм, ковочных штампов, прошивке полостей переменного сечения
Наверх