Способ термоэрозионной обработки

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.

 

Способ относится к области машиностроения и может быть использован при электроэрозионной и комбинированной эрозионнохимической обработке в жидкой прокачиваемой рабочей среде металлическим электродом-инструментом металлических материалов с большой глубиной обработки.

Известен способ обработки ([1], стр. 206), при котором применяют добавки к жидким рабочим средам, включающие растворы солей, позволяющие повысить электропроводность сред и перейти от электроэрозионной к эрозионнохимической обработке, что может повысить интенсивность прошивки.

Недостатком известного способа является возможность интенсификации прошивки только в начале обработки углубления.

Известен электроэрозионный способ обработки проволочным электродом-инструментом ([2], стр. 37), с покрытием (например, цинковым), что повышает производительность разрезки.

Недостатком способа является быстрое удаление в процессе обработки покрытия и снижение интенсивности электроэрозионного процесса. Кроме того, для интенсификации обработки требуется либо частое восстановление покрытия (например, при прошивке), либо значительное увеличение скорости перемотки и расхода проволочного электрода-инструмента, что ухудшает технико-экономические показатели процесса.

Прототипом изобретения является способ ([3], стр. 130) обработки проволочным электродом-инструментом с покрытием его цинком, что позволяет интенсифицировать процесс разрезки металлических материалов..

Недостатком способа является необходимость обеспечения постоянного участия цинкового покрытия в процессе обработки за счет повышения скорости перемотки проволоки и невозможности использования электрода-инструмента с легковоспламеняющимся покрытием для прошивки отверстий и углублений из-за сгорания покрытия в начале процесса обработки.

Изобретение направлено на обеспечение на входе жидкой рабочей среды возобновляемого ввода в нее в зону разряда легко воспламеняющихся микрочастиц металлов с размерами не более минимальной величины торцевого межэлектродного зазора при объемном содержании, регулируемом по наибольшей подачи электрода-инструмента, способных создавать кумулятивный эффект, позволяющий интенсифицировать прошивку электроэрозионным и эрозионнохимическим методом.

Изобретение относится к способу термоэрозионной обработки металлических материалов, осуществляемому 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, при этом 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.

Способ поясняется схемой на фиг. 1. Электрод-инструмент 1 с рабочей поверхностью 2 противостоит заготовке 3, в которой необходимо получить методом прошивки углубление 4. Жидкая рабочая среда 5 поступает из бака 6 через насос 7 в торцевой межэлектродный зазор 8 и после обработки сливается по магистрали 9 в бак 6. Микрочастицы 10 легковоспламеняющегося материала (цинка и магния), способные загораться при микроразрядах поступают в жидкую рабочую среду 5 из емкости 11 через заслонку 12 в количестве, необходимом для поддержания в жидкой рабочей среде 5 требуемой концентрации микрочастиц 10 с учетом их убывания за счет горения.

На электрод-инструмент 1 (катод) и заготовку 3 (анод) подают импульсы тока от генератора 13. Для поддержания торцевого межэлектродного зазора 8, требуемого для протекания процесса эрозионного удаления припуска с величиной не менее максимальной высоты неровностей, электрод-инструмент 1 перемещают для осуществления подачи 14. Как показано в [3] за счет сгорания микрочастиц 10 возникает кумулятивный эффект локального плавления материала заготовки, что на порядок и более может интенсифицировать процесс обработки.

После достижения электродом-инструментом 1 углубления по размеру с отрицательным предельным допуском в заготовке 3 подачу микрочастиц 10 прекращают путем закрытия заслонки 12 и при необходимости выравнивают микроповерхность в зоне обработки до требуемого снижения шероховатости.

Пример 1 осуществления способа.

Необходимо в охлаждаемой лопатке турбины авиационного двигателя прошить отверстие диаметром 1±0,03 мм, глубиной 3 мм. Материал лопатки ЭИ 437Б, материал электрода инструмента - латунь ЛС. Жидкая рабочая среда - вода с микрочастицами цинка со средним диаметром 10 мкм. Энергия импульса 0,45 Дж. При этом торцевой межэлектродный зазор составляет 20 мкм ([1], стр. 234). Необходимо обеспечить наибольшую производительность обработки путем поддержания требуемого объемного содержания микрочастиц цинка в воде.

На фиг. 2 показано изменение производительности обработки в зависимости от концентрации микрочастиц (%). Из рассмотренного примера видно, что для жидкой рабочей среды (воды, кривая 1) наибольшую производительность можно получить при содержании микрочастиц цинка 10-13% от объема воды. При этом производительность возрастает более чем в 5 раз. После получения отверстия шероховатость составила Rz=5 мкм, что отвечает требованиям чертежа. Погрешность по диаметру ±0,02 мм, что также отвечает требованиям чертежа. Последующего выравнивания микропрофиля не требуется.

Пример 2 осуществления способа.

Необходимо в стали получить углубления с размерами 10×12 мм, глубиной 4,5±0,3 мм. Шероховатость поверхности Rz=5 мкм. Жидкая рабочая среда - углеводородная жидкость. Энергия импульса 0,45 Дж, торцевой межэлектродный зазор 23 мкм. Материал электрода-инструмента - металлизированная графитовая композиция типа ЭЭГ. Из фиг. 2 (кривая 2) следует, что содержание микрочастиц цинка должно быть в пределах 6-10%. Это позволяет повысить производительность до 5,5 раз. После получения углубления достигнута шероховатость Rz=10 мкм, поэтому потребовалась обработка без подачи микрочастиц цинка в течение 10 с, после чего получена шероховатость Rz=4-5 мкм, глубина углубления 4,51 мм. Такие технологические результаты отвечают требованиям чертежа.

Источники.

1. Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки./ Под ред. В.А.Волосатова. - Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1989, 719 с.

2. Смоленцев Е.В. Проектирование электрических и комбинированных методов обработки. - М: Машиностроение, 2005, 511 с.

3. Коденцев С.Н. Механизм протекания процесса эрозионно-термической обработки деталей//Нетрадиционные методы обработки. Межвузовский сб. научн. Трудов./ Под ред. В.П.Смоленцева. - М.: Машиностроение, 2009, вып. 9, 211 с.

1. Способ термоэрозионной обработки металлических материалов, осуществляемый в прокачиваемой жидкой рабочей среде металлическим электродом-инструментом, отличающийся тем, что в поступающую в межэлектродный зазор жидкую рабочую среду вводят легковоспламеняющиеся микрочастицы цинка и магния, размер которых не превышает минимальную величину зазора, при этом в процессе обработки регулируют подачу микрочастиц для поддержания их требуемого объемного содержания в рабочей среде.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после достижения электродом-инструментом конечного положения прекращают подачу упомянутых микрочастиц в жидкую рабочую среду и при необходимости осуществляют обработку до получения требуемой шероховатости поверхности заготовки.



 

Похожие патенты:

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.

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

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 очистке электролита и может быть использовано для подачи, регенерации и регулирования параметров электролита. .

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