Способ электроэрозионно-химической обработки деталей с диэлектрическими покрытиями



Способ электроэрозионно-химической обработки деталей с диэлектрическими покрытиями
Способ электроэрозионно-химической обработки деталей с диэлектрическими покрытиями
Способ электроэрозионно-химической обработки деталей с диэлектрическими покрытиями
Способ электроэрозионно-химической обработки деталей с диэлектрическими покрытиями
Способ электроэрозионно-химической обработки деталей с диэлектрическими покрытиями
Способ электроэрозионно-химической обработки деталей с диэлектрическими покрытиями

 


Владельцы патента RU 2522975:

Российская Федерация от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли (Минпромторг России) (RU)

Изобретение относится к области электрофизической и электрохимической обработки и может быть использовано для обработки деталей с диэлектрическими покрытиями, например, для компонентов ГТД с термозащитными нетокопроводящими керамическими покрытиями. В способе поэтапно воздействуют на деталь с помощью трубчатого электрод-инструмента, подключенного к отрицательному полюсу источника технологического тока, и дополнительного трубчатого электрода, подключенного вместе с деталью к положительному полюсу источника технологического тока, при этом электрод-инструмент вращают вокруг его продольной оси и осуществляют его соответствующее рабочее перемещение. На первом этапе удаляют диэлектрическое покрытие на требуемом участке детали путем подачи в зону обработки через дополнительный электрод токопроводящей рабочей жидкости, осуществляя ее контакт с рабочим концом электрод-инструмента, а на втором этапе осуществляют удаление основного материала детали по заданному профилю путем подачи электролита через электрод-инструмент с одновременным прекращением подачи рабочей жидкости через дополнительный электрод. Изобретение позволяет значительное упростить и снизить трудоемкость процесса обработки деталей, имеющих диэлектрические покрытия, а также повысить качество обработки. 6 ил., 2 пр.

 

Изобретение относится к области электрофизической и электрохимической обработки и может быть использовано для обработки деталей с диэлектрическими покрытиями, например, для компонентов ГТД с термозащитными нетокопроводящими керамическими покрытиями.

Известен способ электроэрозионной обработки диэлектриков, при котором размерную обработку детали осуществляют, воздействуя на обрабатываемую деталь СВЧ-полем и локально - тепловыми импульсами на требуемые участки, а затем проводят электроэрозионную обработку (RU 2024367, B23H 1/00, 1994 г.).

Известен способ обработки (выполнения) отверстий для деталей, изготовленных из основного (металлического) материала и покрытых керамическим слоем. При обработке такой детали сначала удаляют в требуемых местах керамическое покрытие с помощью лазера или механическим путем, а затем делают отверстие в металлической части посредством электроэрозионного способа (EP 143 7191, B23H 9/10, B23K 26/38, 2004 г.).

Известным способам обработки, как правило, присущи следующие недостатки:

- образование термически измененного слоя на обрабатываемой поверхности;

- высокая трудоемкость, необходимость использования дополнительного громоздкого оборудования;

- возможные проблемы с совмещением зон предварительной и окончательной обработки, что снижает качество обработки в целом.

Задачей предлагаемого изобретения является значительное упрощение и снижение трудоемкости процесса обработки деталей, имеющих диэлектрические покрытия, а также повышение качества обработки.

Решение указанной задачи достигается тем, что на деталь воздействуют с помощью трубчатого электрод-инструмента, который подключают к отрицательному полюсу источника технологического тока, и дополнительного трубчатого электрода, который, как и деталь, подключают к положительному полюсу источника технологического тока. Во время обработки электрод-инструмент вращают вокруг его продольной оси и осуществляют его соответствующее рабочее перемещение. Сначала, на первом этапе удаляют диэлектрическое покрытие на требуемом участке детали путем подачи в зону обработки через дополнительный электрод токопроводящей рабочей жидкости, осуществляя ее контакт с рабочим концом электрод-инструмента. После удаления диэлектрического покрытия, на втором этапе осуществляют удаление основного материала детали по заданному профилю путем подачи электролита через электрод-инструмент с одновременным прекращением подачи рабочей жидкости через дополнительный электрод.

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг.1 показана схема обработки на первом этапе (начало);

на фиг.2 показана схема обработки - локальное разрушение диэлектрического покрытия (окончание первого этапа);

на фиг.3 показана схема прошивки основного материала детали (начало);

на фиг.4 показана схема прошивки сквозного отверстия (окончание);

на фиг.5 показана схема рабочего перемещения электрод-инструмента при снятии диэлектрического покрытия перед формированием отверстия с изогнутым диффузором;

на фиг.6 показана схема формирования отверстия с изогнутым диффузором.

Реализация способа показана на примере выполнения отверстия в турбинной лопатке с теплозащитным диэлектрическим покрытием из керамики.

Воздействие на обрабатываемую лопатку 3 осуществляют с помощью

трубчатого электрод-инструмента (ЭИ) 2, который подключают к отрицательному полюсу источника технологического тока (условно не показан), а дополнительный трубчатый электрод 1 и лопатку 3 подключают к положительному полюсу того же источника. Затем осуществляют вращение отрицательно заряженного ЭИ 2 и его подвод к обрабатываемой поверхности диэлектрического керамического покрытия 4, а через электрод 1 в зону обработки 6 подается токопроводящая рабочая жидкость 5, которая заряжена положительно. При контакте рабочей жидкости 5 и рабочего конца ЭИ 2 в межэлектродном промежутке возникают электрические разряды, которые разрушают керамическое покрытие 4, при этом осевая рабочая подача ЭИ 2 осуществляется на пониженной скорости. После удаления керамического покрытия 4 из зоны обработки 6 выключается подача рабочей жидкости 5 через электрод 1 и включается прокачка электролита 7 через ЭИ 2, скорость осевой рабочей подачи которого увеличивается. Электролит 7 поступает в зону обработки 8 основного материала лопатки 3, где происходит ее электроэрозионно-химическая обработка. Электроэрозионная составляющая удаляет металл по вектору рабочей подачи ЭИ 2, а электрохимическая составляющая формирует отверстие и удаляет термически измененный слой, образовавшийся в результате электроэрозии.

Аналогичным образом можно производить обработку деталей с диэлектрическими покрытиями по любому заданному профилю.

Предложенный способ может быть осуществлен, например, на станке с ЧПУ для комбинированной электроэрозионно-химической обработки деталей со следующими основными узлами: крепления, вращения и подачи ЭИ; станции подготовки и регенерации электролита; насоса высокого давления; генератора рабочих импульсов (источника технологического тока); системы ЧПУ рабочей подачей и перемещением ЭИ. Станок также оснащен дополнительным трубчатым электродом и системой прокачки рабочей жидкости.

Пример 1.

Электроэрозионно-химическая прошивка цилиндрических отверстий в турбинной лопатке из жаропрочного сплава на никелевой основе с покрытием из оксида циркония (ZrO2). ЭИ - трубка из твердого сплава с наружным диаметром 0,5 мм и внутренним диаметром 0,1 мм. Электролит - водный раствор нитрата натрия (NaNO3). Дополнительный электрод - медная трубка с наружным диаметром 5 мм и внутренним диаметром 3 мм. Рабочая жидкость - смесь порошка графита с электролитом. Режимы обработки:

а). При обработке керамического покрытия - амплитуда импульсов напряжения = 90 В, амплитуда импульсов тока короткого замыкания = 16 А, частота импульсов = 10 кГц.

б). При обработке основного материала подается комбинированный импульсный сигнал:

для осуществления электроэрозионной обработки - амплитуда импульсов напряжения = 60 В, длительность импульсов = 1,5 мкс, частота импульсов = 10 кГц; для осуществления электрохимической обработки - амплитуда импульсов напряжения = 12 В, длительность импульсов = 50 мкс, частота импульсов = 10 кГц.

Отверстие прошивалось на глубину 5 мм. На внутренней поверхности отверстия термоизмененного слоя не наблюдалось.

Пример 2.

Электроэрозионно-химическая прошивка трехмерных отверстий (отверстия с изогнутым диффузором) в деталях (турбинная лопатка) из жаропрочного сплава на никелевой основе с покрытием из оксида циркония (ZrO2). ЭИ - трубка из твердого сплава с наружным диаметром 0,5 мм и внутренним диаметром 0,1 мм. Электролит - водный раствор нитрата натрия (NaNO3). Дополнительный электрод - медная трубка с наружным диаметром 5 мм и внутренним диаметром 3 мм. Рабочая жидкость - электролит (NaNO3).

Режимы обработки те же, что и в примере 1.

Съем керамического покрытия осуществлялся перемещением ЭИ в горизонтальной плоскости по треугольной спирали (фиг.5), сужающейся в сторону оси цилиндрической части отверстия. После снятия покрытия к горизонтальному перемещению ЭИ добавляется вертикальное (фиг.6) и формируется диффузорная часть отверстия. Далее ЭИ сообщали только вертикальное перемещение и формировали цилиндрическую часть отверстия.

Способ электроэрозионно-химической обработки деталей с диэлектрическими покрытиями, заключающийся в поэтапном воздействии на деталь с помощью трубчатого электрод-инструмента, подключенного к отрицательному полюсу источника технологического тока, и дополнительного трубчатого электрода, подключенного вместе с деталью к положительному полюсу источника технологического тока, при этом электрод-инструмент вращают вокруг его продольной оси и осуществляют его соответствующее рабочее перемещение, причем на первом этапе удаляют диэлектрическое покрытие на требуемом участке детали путем подачи в зону обработки через дополнительный электрод токопроводящей рабочей жидкости и осуществляют ее контакт с рабочим концом электрод-инструмента, а на втором этапе осуществляют удаление основного материала детали по заданному профилю путем подачи электролита через электрод-инструмент с одновременным прекращением подачи рабочей жидкости через дополнительный электрод.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для изготовления инструмента для чистовой обработки осесимметричных деталей, например мелкомодульных твердосплавных долбяков.

Изобретение относится к комбинированной обработке фасонной обрабатываемой детали и направлено на оптимизацию времени резания, времени обработки и крепления детали.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при электроэрозионном, эрозионно-химическом нанесении искусственной шероховатости на теплонапряженные детали транспортных машин, в частности, в локальной зоне работы форсунок, подающих горючие смеси в ракетных двигателях.

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим способам обработки отверстий и может быть использовано при комбинированной электроэрозионно-химической обработке (ЭЭХО) охлаждающих отверстий в турбинных лопатках.

Изобретение относится к комбинированным методам обработки металлов и сплавов. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть применено при доводке зубчатых колес. .

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки, в частности к способам управления процессом электроэрозионноэлектрохимического прошивания отверстий в деталях из токопроводящих материалов .

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.

Изобретение относится к области машиностроения. В способе вначале при электроэрозионной обработке заготовки формируют требуемый профиль зубчатого колеса, а после путем его электрохимической обработки обеспечивают требуемые параметры поверхности. Электроэрозионную обработку осуществляют на проволочно-вырезном станке с числовым программным управлением, обеспечивающим по чертежу детали получение заданного профиля зубчатого колеса с припуском на последующую электрохимическую обработку. При электрохимической обработке зубчатое колесо вводят в зацепление с электрод-инструментом и по вольтметру осуществляют проверку отсутствия короткого замыкания, после чего включают вращение шпинделя и повторно проверяют отсутствие короткого замыкания, затем подают на одну из электродных поверхностей электролит со скоростью истечения из сопла, равной окружной скорости взаимообкатываемых электродных поверхностей, подают напряжение на электроды и производят обработку зубчатого колеса в течение времени t с вращением сначала в одну сторону, после чего включают вращение в противоположную сторону и производят обработку зубчатого колеса в течение такого же периода времени t. Изобретение обеспечивает получение зубчатых колес с требуемыми параметрами точности и шероховатости поверхности. 9 ил., 1 пр.
Наверх