Способ струйной электрохимической обработки

Изобретение относится к струйной электрохимической обработке деталей из металлических материалов. Способ включает электрохимическую обработку металлической детали при подаче струи жидкости с пористыми токопроводящими гранулами, которые предварительно насыщают газообразными продуктами электрохимической реакции, протекающей при перемещении упомянутых гранул в жидкости под давлением по каналу катода, внутри которого также расположен анод, покрытый сетчатым диэлектриком, при этом время насыщения пористых токопроводящих гранул регулируют изменением давления жидкости на входе в канал. Изобретение позволяет осуществить струйную электрохимическую обработку труднодоступных участков металлических деталей, снизить сопротивление движения гранул и увеличить интенсивность съема припуска с детали при осуществлении обработки, а также снизить затраты электроэнергии и упростить оборудование. 1 ил., 1 пр.

 

Способ относится к области машиностроения и может быть использован для струйной электрохимической обработки труднодоступных участков деталей из металлических материалов.

Известен способ комбинированной обработки с применением наполнителей в виде шаровидных гранул [Патент 2072281 "Гранула наполнителя для комбинированной обработки" / Смоленцев В.П., Болдырев А.И., Кузовкин А.В. Бюл. изобр. №3, 1997], пустотелых или с пористым сердечником, что позволяет уменьшить их массу, ускорить доставку заряда от сопла до заготовки.

Недостатком данного способа является то, что для переноса электрического заряда на большие расстояния требуются повышенные энергозатраты при высоких напряжениях на электродах и низкая производительность в условиях удаления обрабатываемого участка от сопла из-за стекания заряда с гранул при малой скорости их транспортировки.

Наиболее близким является способ электрохимической размерной обработки [Патент 2247635 "Способ электрохимической размерной обработки" / Смоленцев В.П., Смоленцев Е.В. Бюл. изобр. №7, 2005], по которому для снижения сопротивления при движении твердых токопроводящих гранул в жидкой среде их насыщают газом.

Недостатком способа являются повышенные энергозатраты на насыщение гранул газообразными продуктами от внешнего источника, усложнение конструкции и стоимости операции.

Изобретение направлено на упрощение и удешевление процесса за счет использования для насыщения продуктов реакции при обработке деталей по предлагаемому способу и снижение энергозатрат на образование и подачу газа к гранулам.

Это достигается тем, что пористые токопроводящие гранулы предварительно насыщают газообразными продуктами электрохимической реакции при перемещении упомянутых гранул в жидкости под давлением по каналу катода, внутри которого также расположен анод, покрытый сетчатым диэлектриком, при этом время насыщения пористых токопроводящих гранул регулируют изменением давления жидкости на входе в канал.

На фиг.1 показана схема обработки.

Токопроводящие пористые гранулы 1 в рабочей жидкости 2 перемещают под регулируемым давлением по токопроводящему каналу 3, подключенному к положительному полюсу источника тока низкого напряжения 4. Внутри канала 3 на равноудаленном от стенок канала расстоянии расположен цилиндрический электрод 5, подключенный к отрицательному полюсу источника тока низкого напряжения 4. Электрод 5 покрыт сетчатым диэлектриком 6, предотвращающим соприкосновение пористых токопроводящих гранул 1 с электродом 5. Канал 3 через диэлектрическую вставку 7 соединен с соплом 8, подключенным к отрицательному полюсу источника тока высокого напряжения 9. Заготовка 10 подключена к положительному полюсу источника тока высокого напряжения 9. Длину канала 3 и электрода 5 выбирают из условия обеспечения необходимого количества времени для перемещения гранул до образования на токопроводящих гранулах сплошного слоя газа 11 в виде оболочки.

Способ реализуется следующим образом.

При прохождении тока от источника тока низкого напряжения 4 между электродом 5 и каналом 3 через пористые токопроводящие гранулы 1 и рабочую жидкость 2 происходит электрохимическая реакция с выделением большого количества газа 11. Время выделения газов зависит от скорости перемещения гранул 1 в жидкости 2 через канал 3. Скорость регулируют давлением подачи смеси гранул 1 в жидкости 2 до получения на гранулах 1 сплошной оболочки газа 11. Выделившийся газ 11 насыщает пористые гранулы 1, образуя на них газовую оболочку. После чего токопроводящие гранулы 1 в рабочей жидкости 2 перемещают через сопло 8, где токопроводящие гранулы 1 заряжаются отрицательно. Образование газовой оболочки за счет выделения газа 11 из пористых гранул 1 резко снижает сопротивление движению токопроводящих гранул 1 в жидкости 2 к заготовке 10, за счет чего снижаются потери заряда во время транспортировки гранул 1. Снижение сопротивления движения гранул 1 увеличивает интенсивность съема припуска с заготовки 10, снижает затраты энергии на процесс, упрощает и удешевляет конструкцию установки и оснастки.

Пример осуществления способа.

По предлагаемому способу обрабатывают полости глубиной 18 мм в алюминиевых листах. Рабочая среда - пористые токопроводящие гранулы 1 (фиг.1) из порошка X9 в форме спрессованных шаров диаметром приблизительно 0,3 мм в жидкой среде - промышленной воде с соотношением гранул к жидкости 1:1. Давление рабочей среды - 6,2 МПа. Расстояние от сопла до обрабатываемого материала - 5 мм. Площадь пятна в месте воздействия гранул с заготовкой - 2,5-3 мм2. Напряжение на зажимах источника тока низкого напряжения - 12 В. Напряжение на зажимах источника тока высокого напряжения - 400 В. Длина канала 3 и электрода 5-50 мм. Длина канала сопла - 50 мм. Время обработки полости снизилось с 8 до 2 минут по сравнению с обработкой гранулами без газовой оболочки, шероховатость поверхности в обоих случаях одинакова. Источник сжатого газа (воздуха) в предлагаемом способе отсутствует, что снижает энергозатраты на операцию в 2,1-2,3 раза, упрощается конструкция установки, стоимость которой снижается на 30-35%.

Способ струйной электрохимической обработки металлических материалов, включающий электрохимическую обработку металлической детали при подаче струи жидкости с пористыми токопроводящими гранулами, которые предварительно насыщают газом, отличающийся тем, что пористые токопроводящие гранулы предварительно насыщают газообразными продуктами электрохимической реакции при перемещении упомянутых гранул в жидкости под давлением по каналу катода, внутри которого также расположен анод, покрытый сетчатым диэлектриком, при этом время насыщения пористых токопроводящих гранул регулируют изменением давления жидкости на входе в упомянутый канал.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для отделочно-упрочняющей обработки внутренних поверхностей, например центральных отверстий деталей из трубных заготовок с окнами и пазами с нестабильной исходной микро- и макрогеометрией поверхности и неравномерными физико-механическими свойствами поверхностного слоя материала.

Изобретение относится к электрофизико-химическим методам обработки, в частности к способу электроабразивного шлифования внутренней поверхности деталей из труднообрабатываемых материалов токопроводящим кругом, включающему электрофизико-химическое воздействие на обрабатываемую деталь и на круг при его правке непосредственно в течение всего рабочего цикла обработки, регулирование процессов обработки и правки путем подачи асимметричных импульсов тока разной полярности, при этом создают одну общую электрическую цепь деталь-электролит-круг, а в зону обработки посредством форсунки подают электролит на водной основе, содержащий: NaNO3 3%, NaNO2 1%, Na2CO3 0,5%, что позволяет управлять режущими способностями рабочей поверхности круга и обеспечивать максимальную производительность обработки труднодоступных поверхностей.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в турбомашиностроении при восстановительном ремонте наплавкой или сваркой и модернизации рабочих и направляющих лопаток паровых турбин, газоперекачивающих установок и компрессоров газотурбинных двигателей.

Изобретение относится к обработке резанием металлов и полупроводников и может быть использовано в процессах строгания, токарной и фрезерной обработки, сверления, распиливания и др.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при разделении токопроводящих материалов подвижным инструментом для электроабразивной обработки.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при шлифовании электропроводных труднообрабатываемых высокопрочных материалов. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при электроабразивном шлифовании. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при электрохимической размерной обработке мест стыковки конструкций из различных материалов, в том числе методом пайки и сварки.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при электрохимической правке абразивных кругов на токопроводящих связках при шлифовании различных материалов.

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки, в частности, касается способа электроабразивной обработки токопроводящим кругом с его одновременной правкой.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при удалении диэлектрических покрытий с металлических изделий путем их обработки вращаемым непрофилированным электродом-щеткой. В способе электрод-щетку с ворсом в виде радиальных проволок перед обработкой устанавливают с прижимом к металлической основе, величина которого больше, чем толщина диэлектрического покрытия, и подключают к отрицательному полюсу источника постоянного тока, а металлическую основу - к положительному полюсу, затем на электрод-щетку подают постоянный ток с напряжением ниже критического значения и в токопроводящей рабочей среде обрабатывают диэлектрическое покрытие до появления стабильного тока в цепи непрофилированный электрод-щетка - металлическая основа, после чего электрод-щетку перемещают по контуру обрабатываемой поверхности с регулированием скорости перемещения с поддержанием стабильной величины тока в упомянутой цепи в течение цикла обработки. Способ позволяет осуществить удаление диэлектрического покрытия без повреждения металлической основы со всей ее поверхности или с отдельных участков при сохранении точности и качества поверхностного слоя в зоне обработки и без ухудшения экологических условий процесса. 2 ил., 1 пр.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при абразивной обработке деталей из вязких вентильных металлов, преимущественно алюминиевых сплавов. Способ включает предварительное изменение физико-химических свойств поверхностного слоя детали и осуществление ее обработки абразивным инструментом с глубиной резания, превышающей толщину предварительно измененного поверхностного слоя. Изменение физико-химических свойств поверхностного слоя детали осуществляют поляризацией в среде электролита с инициированием электрических разрядов на поверхности детали при напряжении источника тока выше 300В. В результате повышается производительность обработки.

Изобретение относится к полированию поверхности отверстия детали. Способ включает возвратно-поступательное перемещение и вибрацию эластичного инструмента относительно детали и одновременную электрохимическую анодную обработку поверхности отверстия. Используют инструмент, состоящий из двух абразивонесущих эластичных частей, между которыми установлен катод, а наружные профили эластичных частей и катода повторяют форму отверстия, причем в обеих эластичных частях вдоль продольной оси выполнены симметричные полости в форме усеченной пирамиды, поперечное сечение которых повторяет форму наружного профиля эластичного инструмента и которые направлены друг к другу меньшими основаниями, а катод установлен с образованием каналов между ним, поверхностью и противоположными торцами эластичных частей инструмента, обеспечивающих подачу электролита к обрабатываемой поверхности, а на наружной поверхности эластичных частей инструмента выполнены винтовые канавки. Изобретение обеспечивает точность и равномерность шероховатости поверхности отверстия детали, повышение ресурса работы инструмента. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электроабразивному шлифованию внутренних поверхностей отверстия сложной формы в детали. В способе электроабразивное шлифование осуществляют в три этапа. На первом этапе осуществляют радиальное врезание шлифовального круга в обрабатываемую поверхность детали на величину припуска, измеряя крутящий момент на валу шлифовального круга и контролируя вторую производную от остаточного напряжения по времени в паузах между импульсами напряжения. На втором этапе производят глубинное эквидистантное шлифование со скоростью движения подачи, превышающей скорость электрохимического растворения, измеряя крутящий момент на валу шлифовального круга и контролируя вторую производную от остаточного напряжения по времени в паузах между импульсами напряжения технологического тока. На третьем этапе реализуют процесс выхаживания при напряжениях технологического тока в импульсе выше напряжения транспассивации обрабатываемого материала, при этом устанавливают импульсы микро- или наносекундной длительности, а длительность паузы выбирают из условия получения наибольшей производительности. Изобретение обеспечивает повышение точности и качества обработанной поверхности и увеличение производительности обработки внутренней поверхности отверстий сложной формы. 4 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при электрохимической доводке пластинчатого сегмента дугообразной полосы, устанавливаемой вокруг ротора паровой турбины турбоустановки. Приспособление для зажима упомянутого сегмента содержит вогнутый опорный блок, съемные концевые блоки, выполненные с возможностью установки на противоположных концах вогнутого опорного блока с обеспечением закрепления первой и последней пластины, и съемные лицевые плиты, прикрепленные к противоположным сторонам вогнутого опорного блока. В образованной между упомянутыми элементами области пространства размещен мягкий материал, выбранный из группы, включающей резину, полимер и пену. Предусмотрены скоба для закрепления в ней пластинчатого сегмента и установки в упомянутой области пространства и стабилизирующие плиты для закрепления пластин пластинчатого сегмента. Раскрыт также вариант выполнения приспособления с выгнутым опорным блоком. В результате повышается качество доводки пластинчатого сегмента за счет снижения его деформации. 2 н.п. ф-лы, 14 ил.
Изобретение относится к комбинированным методам обработки, сочетающим механическое и электрохимическое воздействие на обрабатываемую заготовку, и может быть использовано при алмазно-электрохимическом шлифовании деталей из труднообрабатываемых сталей и сплавов. Шлифование осуществляют вращающимся алмазным кругом на металлической связке при активирующем воздействии на межэлектродный промежуток (МЭП). Активирующее воздействие производят путем наложения чередующихся ультразвуковых колебаний в низкочастотном и среднечастотном ультразвуковых диапазонах, при этом выбирают низкочастотный диапазон частот в пределах 15-50 кГц с интенсивностью 2-5 Вт/см2, а среднечастотный диапазон частот в пределах 100-300 кГц с интенсивностью 0,5-5 Вт/см2. В результате увеличивается стойкость алмазного круга, повышаются качество и производительность обработки. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области комбинированной обработки и может быть использовано для отделочной обработки мелкоразмерных проточных каналов деталей различной формы, например щелевых каналов охлаждающих оболочек, имеющих нестабильную исходную микро- и макро-геометрию поверхности и неравномерные физико-механические свойства поверхностного слоя материала после предварительного формообразования. Способ включает электрохимическую обработку узких каналов деталей при одновременном прокачивании через все каналы токопроводящей жидкости, содержащей не более 2% абразива зернистостью М1-М3. В процессе обработки производят замер расхода жидкости, проходящей через каналы, а электрохимическую обработку осуществляют при напряжении 8-10 В и постоянном давлении прокачиваемой токопроводящей жидкости до достижения заданного расхода жидкости. Изобретение обеспечивает повышение эксплуатационных показателей деталей с узкими каналами за счет получения стабильного микропрофиля поверхности каналов и избирательного выравнивания микропрофиля их поверхности в условиях ограниченного пространства комбинированной электрохимической обработки. 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к струйной электрохимической обработке деталей из металлических материалов. Способ включает электрохимическую обработку металлической детали при подаче струи жидкости с пористыми токопроводящими гранулами, которые предварительно насыщают газообразными продуктами электрохимической реакции, протекающей при перемещении упомянутых гранул в жидкости под давлением по каналу катода, внутри которого также расположен анод, покрытый сетчатым диэлектриком, при этом время насыщения пористых токопроводящих гранул регулируют изменением давления жидкости на входе в канал. Изобретение позволяет осуществить струйную электрохимическую обработку труднодоступных участков металлических деталей, снизить сопротивление движения гранул и увеличить интенсивность съема припуска с детали при осуществлении обработки, а также снизить затраты электроэнергии и упростить оборудование. 1 ил., 1 пр.

Наверх