Способ электроабразивного шлифования внутренних поверхностей сложной формы



Способ электроабразивного шлифования внутренних поверхностей сложной формы
Способ электроабразивного шлифования внутренних поверхностей сложной формы
Способ электроабразивного шлифования внутренних поверхностей сложной формы
Способ электроабразивного шлифования внутренних поверхностей сложной формы
Способ электроабразивного шлифования внутренних поверхностей сложной формы

 


Владельцы патента RU 2602590:

Иваницкий Евгений Васильевич (RU)
Никитенко Михаил Иванович (RU)
Общество с ограниченной ответственностью "Специальное конструкторско-технологическое бюро машиностроения" (RU)
Демин Олег Алексеевич (RU)

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.

 

Заявляемое техническое решение относится к комбинированным методам обработки металлов и сплавов, сочетающим электрохимическое и механическое воздействие на обрабатываемую поверхность, в частности к электроабразивному шлифованию внутренних поверхностей, и может быть использовано в машиностроении при электроабразивной обработке внутренних поверхностей круглой и некруглой формы с различной кривизной образующих, выполненных из труднообрабатываемых токопроводящих материалов.

Электроабразивное шлифование представляет собой комбинированный процесс, при котором съем металла с заготовки осуществляется в результате одновременно протекающих процессов анодного растворения и механического резания абразивными зернами. Благодаря выступанию зерен абразива из связки шлифовального круга между связкой и поверхностью резания образуется зазор протяженностью равной длине дуги контакта шлифовального круга с деталью, который заполнен электролитом. При пропускании электрического тока через зазор поверхность анода (к которой подведен плюс источника тока) приобретает пониженные прочностные свойства. Дополнительно происходит анодное растворение части толщины срезаемого слоя заготовки. Таким образом, обработанная поверхность детали при электроабразивном шлифовании формируется в результате протекания электрохимического процесса и резания абразивными (алмазными) зернами, которые удаляют продукты анодного растворения и срезают обрабатываемый материал (статья «Факторы, влияющие на производительность электроабразивного шлифования», автор Жильцов Е.В., адрес интернт-сайта http://science-bsea.narod.ru/2009/mashin_2009/jiltsov_faktor.htmhttp://science-bsea.narod.ru/2009/mashin_2009/jiltsov_faktor.htm) [1].

Известен способ электроабразивного шлифования, описанный в авторском свидетельстве СССР №1237334 (кл. МПК B23H 5/06, В23Н 5/14, дата приоритета 07.01.1985) [2]. Этим способом электроабразивное шлифование детали осуществляют периферией вращающегося абразивного круга на токопроводящей связке с подачей электролита в зону обработки под давлением и с регулировкой скорости течения электролита. Регулировка скорости течения электролита осуществляется для достижения эффекта минимального содержания в нем газов, что позволяет увеличить электропроводность электролита в жидкостном клине, то есть слое, образующемся между шлифовальным кругом и обрабатываемой деталью.

Однако данный способ не может быть применен при обработке внутренних поверхностей деталей, имеющих сложную форму, поскольку электролит согласно этому способу подается в зону обработки через сопло, что затруднительно при обработке поверхностей с непрямолинейной образующей.

Кроме того, использование управления скоростью течения электролита для обработки точных поверхностей не возможно в силу большой инерционности системы управления скоростью течения электролита.

Другой способ алмазно-электрохимического шлифования описан в изобретении по авторскому свидетельству СССР №1701452 (кл. МПК В23Н 5/06, дата приоритета 30.11.1989) [3]. Согласно способу, описанному в этом изобретении, обработку ведут с подачей биполярного напряжения (т.е. используют положительные и отрицательные импульсы напряжения технологического тока) и контролем величины и скорости изменения мощности, потребляемой приводом инструмента. Напряжение прямой полярности подают при достижении мощности Рэх+(0,4-0,6)·(Рашэх), где Раш и Рэх - предварительно определенные значения мощности соответственно при алмазном и алмазно-электрохимическом шлифовании. Импульс обратной полярности подают, если время паузы между импульсами прямой полярности τи станет меньше, чем (2,5-3)·τи, где τи - длительность импульса прямой полярности.

Недостатками данного способа являются:

1. Необходимость использования отрицательного импульса напряжения технологического тока для восстановления режущей способности шлифовального круга, что приводит к быстрому износу шлифовального круга.

2. Необходимость производить большое количество предварительных измерений Раш, Рэх в различных процессах (при алмазном шлифовании и при алмазно-электрохимическом шлифовании на постоянном токе).

Известен способ управления процессом электроалмазного глубинного шлифования твердосплавного инструмента по авторскому свидетельству СССР №1148738 (кл. МПК В23Н 7/18, дата приоритета 13.07.1982) [4]. При применении данного способа в процессе обработки измеряют мощность на шпинделе шлифовального круга, определяют отношение величин, пропорциональных мощности на шпинделе и тока в зоне обработки, и в процессе обработки регулируют величину подачи, поддерживая на заданном уровне отношение мощности на шпинделе к току в зоне обработки.

Недостатком данного способа является отсутствие возможности в процессе обработки детали оказывать влияние на отжим инструмента ограниченной жесткости и, следовательно, на точность обработки.

Известен способ электроабразивного шлифования внутренних поверхностей, изложенный в авторском свидетельстве СССР №1516264 (кл. МПК В23Н 5/06, дата приоритета 14.01.1988) [5], наиболее близкий к заявляемому способу и потому принятый за прототип.

Согласно этому способу электроабразивное шлифование фасонных внутренних поверхностей происходит с управлением поперечной подачей шлифовального круга. В процессе врезания круга осуществляют контроль производной от мощности шлифования по времени, при этом врезание круга ведут при постоянной скорости его поперечной подачи до момента достижения наперед заданного значения производной. В момент достижения заранее заданного значения производной измеряют значения составляющих сил резания и фиксируют значение их отношения, которое принимают за эталонное и поддерживают в процессе дальнейшей обработки детали путем управления поперечной подачей.

Недостатками известного способа являются:

1. Сложность и дороговизна способов и устройств, используемых для измерения сил резания и их соотношения.

2. Величина отношения сил резания (коэффициент резания η) не оказывает влияния на точность обработки, связанной с отжимом инструмента при достижении сил резания (Py и Pz) значительных величин, который происходит в результате увеличения пятна контакта, так как отношение сил резания при внедрении абразивных зерен на глубину не более толщины предразрушенного слоя всегда остается постоянным в силу пропорционального изменения сил резания.

Задачей, на решение которой направлен заявляемый способ электроабразивного шлифования внутренних поверхностей сложной формы, является повышение точности, качества обработанной поверхности и увеличение производительности обработки за счет оптимизации режимов электроабразивного шлифования.

Поставленная задача решается способом электроабразивного шлифования внутренней поверхности отверстия сложной формы в детали, включающим заполнение электролитом зазора между обрабатываемой деталью и шлифовальным кругом, подвод технологического тока в зону обработки и обработку поверхности детали вращаемым шлифовальным кругом при его поперечной подаче, отличающимся тем, что электроабразивное шлифование осуществляют в три этапа, на первом этапе из которых в зону обработки подают импульсы напряжения технологического тока, причем длительность паузы между импульсами напряжения устанавливают наименьшей достаточной для контроля второй производной от остаточного напряжения по времени, а амплитуду импульса напряжения выбирают максимально возможной в зависимости от зернистости шлифовального круга, и осуществляют радиальное врезание шлифовального круга в обрабатываемую поверхность путем смещения детали на величину припуска со скоростью врезания, превышающей скорость электрохимического растворения, при этом измеряют крутящий момент на валу шлифовального круга и контролируют вторую производную от остаточного напряжения по времени в паузах между импульсами напряжения, причем при обнаружении второй производной от остаточного напряжения по времени уменьшают скорость врезания шлифовального круга и восстанавливают скорость при отсутствии упомянутой второй производной, а при достижении глубины врезания, равной величине припуска, запоминают половину наибольшего крутящего момента, соответствующего наибольшей скорости врезания и прекращают радиальное врезание, при этом на втором этапе в зону обработки также подают импульсы напряжения технологического тока, длительность паузы между импульсами которого устанавливают наименьшей достаточной для контроля второй производной от остаточного напряжения по времени, при этом длительность импульса напряжения технологического тока уменьшают из условия достижения наименьшего влияния токов рассеяния, и производят глубинное эквидистантное шлифование обрабатываемой поверхности детали со скоростью движения подачи, превышающей скорость электрохимического растворения, при этом измеряют крутящий момент на валу шлифовального круга и контролируют вторую производную от остаточного напряжения по времени в паузах между импульсами напряжения технологического тока, в зависимости от наличия или отсутствия второй производной от остаточного напряжения по времени уменьшают или восстанавливают скорость движения подачи, при этом поддерживают крутящий момент на уровне запомненного, а 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.

Решение поставленной задачи заключается в том, что в известном способе электроабразивного шлифования, включающем заполнение электролитом зазора между поверхностью резания и шлифовальным кругом, подвод технологического тока в зону обработки, врезание шлифовального круга при установленной скорости его поперечной подачи, причем скорость врезания превышает скорость электрохимического растворения, согласно заявляемому способу электроабразивное шлифование внутренних поверхностей проводят в три этапа.

На первом этапе в зону обработки подают импульсы напряжения технологического тока (далее - импульсы напряжения), а величину паузы между импульсами устанавливают наименьшей, но достаточной для контроля второй производной от остаточного напряжения по времени. Амплитуду импульса напряжения выбирают максимально возможной в зависимости от зернистости шлифовального круга, а длительность импульса напряжения - из условия достижения наибольшей производительности обработки.

Обрабатываемой детали придают радиальное смещение для врезания шлифовального круга в ее обрабатываемую поверхность на величину припуска со скоростью врезания, превышающую скорость электрохимического растворения, измеряя крутящий момент на валу шлифовального круга и контролируя вторую производную от остаточного напряжения по времени в паузах между импульсами. Уменьшают скорость врезания шлифовального круга при обнаружении второй производной от остаточного напряжения по времени и восстанавливают скорость врезания при отсутствии второй производной. При достижении глубины врезания, равной величине припуска, запоминают половину наибольшего крутящего момента, соответствующего наибольшей скорости врезания, и прекращают радиальное врезание.

На втором этапе в зону обработки подают импульсы напряжения технологического тока, а величину паузы между импульсами напряжения устанавливают наименьшей, но достаточной для контроля второй производной от остаточного напряжения по времени. Уменьшают длительность импульса напряжения из условия достижения наименьшего влияния токов рассеяния, а амплитуду импульса напряжения устанавливают достаточной для обеспечения наибольшей производительности обработки.

Осуществляют 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.

Уменьшают, а затем восстанавливают скорость движения подачи в зависимости от наличия или отсутствия второй производной от остаточного напряжения по времени и поддерживают крутящий момент на валу шлифовального круга на уровне запомненного.

На третьем этапе реализуют процесс выхаживания при напряжениях технологического тока в импульсе выше напряжения транспассивации обрабатываемого материала, при этом устанавливают импульсы напряжения микро- или наносекундной длительности, а длительность паузы выбирают из условия получения наибольшей производительности (скорости движения подачи).

Этапы заявляемого способа иллюстрируются фигурами 1, 2, 3 и 4. На фиг. 1 показано положение шлифовального круга и обрабатываемой детали на первом этапе; на фиг. 2 - положение шлифовального круга и обрабатываемой детали на втором этапе; на фиг. 3 - график, поясняющий реализацию заявляемого способа на первом этапе; на фиг. 4 - график, поясняющий реализацию заявляемого способа на втором этапе.

Первый этап обработки внутренней поверхности детали (фиг. 1) происходит следующим образом. Первоначально производят заполнение внутренней полости детали (1) электролитом (2) и включают вращение шлифовального круга в направлении (nинстр). В зону обработки подают импульсы напряжения технологического тока от источника технологического тока (3). На деталь (1) - плюс, на шлифовальный круг (4) - минус. На фиг. 1 показана форма прикладываемого напряжения (5), где (τи) - длительность импульса напряжения, (τп) - длительность паузы между импульсами напряжения, - рабочее напряжение в импульсе, - остаточное напряжение в паузе. Величину паузы между импульсами напряжения устанавливают наименьшей, но достаточной для контроля второй производной от остаточного напряжения по времени. Амплитуду импульса напряжения выбирают максимально возможной, в зависимости от зернистости шлифовального круга, а длительность импульса напряжения - из условия достижения наибольшей производительности обработки.

Для врезания шлифовального круга в деталь и измерения крутящего момента на валу шлифовального круга осуществляют радиальное врезание шлифовального круга (4) в деталь (1) путем смещения детали (1) на величину припуска (t(к)), где к - кривизна обработанной поверхности, со скоростью врезания , превышающей скорость электрохимического растворения (Vэхо), измеряя крутящий момент и контролируя вторую производную от остаточного напряжения по времени в паузах между импульсами напряжения. При этом уменьшают скорость врезания шлифовального круга (4) в деталь (1) при появлении второй производной от остаточного напряжения по времени и восстанавливают скорость врезания при отсутствии второй производной . При достижении глубины врезания, равной величине припуска (t(к)), запоминают половину наибольшего крутящего момента, соответствующего наибольшей скорости врезания , и прекращают радиальное врезание.

Таким образом, на первом этапе обработки происходит врезание шлифовального круга на необходимую в дальнейшем глубину эквидистантного шлифования, равную величине припуска (t(к)), измерение и запоминание крутящего момента на валу шлифовального круга, соответствующего предельной величине отжима инструмента, при которой не нарушается допуск на размер обработанного отверстия.

На втором этапе (фиг. 2) уменьшают длительность импульса напряжения из условия достижения наименьшего влиянии токов рассеяния, а амплитуду импульса напряжения устанавливают достаточной для обеспечения наибольшей производительности обработки, производят глубинное эквидистантное шлифование детали (1) со скоростью движения подачи (Vк), превышающей скорость электрохимического растворения (Vэхо), измеряя крутящий момент на валу шлифовального круга (4) и контролируя вторую производную от остаточного напряжения по времени в паузах между импульсами напряжения. Уменьшают, а затем восстанавливают скорость движения подачи (Vк), в зависимости от наличия или отсутствия второй производной от остаточного напряжения по времени и поддерживают крутящий момент на уровне запомненного (Mmax).

В сечении А-А фиг. 2 показан фрагмент получения обработанной поверхности с криволинейной образующей на втором этапе заявляемого способа электроабразивного шлифования, где поз. 1 - деталь, поз. 2 - электролит, поз. 4 - шлифовальный круг, поз. 6 - поверхность, получаемая в результате второго этапа обработки, В - высота (ширина) обрабатываемой детали, nинстр - направление вращения шлифовального круга.

Скорость движения подачи в условиях эквидистантного шлифования является результирующей скоростью при одновременном перемещении детали в направлении осей X и Y (фиг. 2) со скоростями, которые рассчитывает управляющее устройство станка. В качестве управляющего устройства используется, например, промышленный компьютер фирмы Advantech с комплектом стандартных плат АЦП и ЦАП (АЦП - аналого-цифровой преобразователь, ЦАП - цифроаналоговый преобразователь).

Таким образом, на втором этапе происходит удаление основной части припуска переменной величины в условиях электроабразивного шлифования, которое требует контроля отсутствия электроэрозионных явлений в межэлектродном зазоре и величины отжима оси шлифовального круга, связанной с переменной глубиной шлифования.

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 (скорости движения подачи).

То есть на третьем этапе происходит улучшение шероховатости и точности обработанной поверхности в условиях электроабразивного шлифования.

Все этапы заявляемого способа электроабразивного шлифования внутренних поверхностей сложной формы реализуются при гарантированном заполнении электролитом зоны обработки.

В результате осуществления всех этапов заявляемого способа электроабразивного шлифования внутренних поверхностей сложной формы получаем требуемую поверхность (поз. 6, фиг. 2) например эпитрохоиды.

Пример конкретного применения

Заявляемый способ был применен при обработке эпитрохоиды с непрямолинейной образующей. В данном случае шлифовальный круг, совершая вращательное движение со скоростью главного движения резания, врезался на величину припуска. После чего деталь совершала эквидистантное движение к обработанной поверхности, при этом шлифовальный круг производил удаление основной части припуска. При обработке осуществлялись врезание шлифовального круга, а затем эквидистантное движения подачи обрабатываемой детали со скоростями больше скорости электрохимического растворения.

На фиг. 3 показаны графики, поясняющие реализацию заявляемого способа электроабразивного шлифования на первом этапе, где (τи) - длительность импульса напряжения, (τп) - длительность паузы между импульсами напряжения, - напряжение в импульсе, - остаточное напряжение в паузе, - вторая производная от остаточного напряжения по времени (Т), (L) - дуга контакта шлифовального круга с деталью. Обрабатываемой детали придают радиальное смещение со скоростью врезания , которая больше скорости электрохимического растворения (Vэхо), рассчитанной заранее. По мере смещения детали к шлифовальному кругу происходит врезание абразивных зерен в срезаемый слой, при котором осуществляется уменьшение межэлектродного зазора (расстояния между связкой шлифовального круга и поверхностью резания). При уменьшении межэлектродного зазора происходит изменение его электрического сопротивления в результате заполнения отходами анодного растворения и частями срезанного слоя (стружки). На осциллограммах напряжение - время (Т) это явление наблюдается в виде нарушения наклона остаточного напряжения (точки a, f и m), которые можно выделить по второй производной от остаточного напряжения по времени (точки а1 f1 и m1). Появление точек (а1 f1 и m1) свидетельствует о необходимости приступить к процессу торможения внедрения абразивных зерен в срезаемый слой путем уменьшения скорости врезания (точки а2, f2, и m2). Уменьшение скорости врезания происходит на заранее заданную величину (точка b). С этого момента скорость врезания становится меньше скорости электрохимического растворения (Vэхо), что приводит к увеличению межэлектродного зазора и исчезновению второй производной от остаточного напряжения по времени . Отсутствие нарушений наклона остаточного напряжения в паузе , а также второй производной от остаточного напряжения по времени , в начале следующих пауз (точки с и h) вызывает восстановление скорости врезания, которая будет восстанавливаться до скорости врезания (точки с1 и h1). Начало восстановление скорости врезания происходит в точках (с2) и (h2). При дальнейшем движении детали в радиальном направлении процессы торможения скорости врезания и ее восстановления будут повторяться. С уменьшением скорости врезания происходит синхронное уменьшение крутящего момента (М) (точки а3, f3 и m3), а увеличение дуги контакта (L), связанное с увеличением глубины шлифования, вызывает рост крутящего момента (М), который достигает предельного значения (Mmax) при наибольшей глубине врезания, равной величине припуска (t(к)). При достижении детали своего предельного положения, соответствующего глубине врезания шлифовального круга в деталь, равной величине припуска (t(к)), запоминается половина наибольшего крутящего момента (Mmax) и дальнейшее радиальное смещение детали прекращается.

Результатом первого этапа является врезание шлифовального круга в деталь до величины, при которой будет происходить дальнейшее удаление всего припуска (t(к)), а также запоминание половины наибольшего крутящего момента (Mmax) на валу шлифовального круга, величина которого будет использоваться на втором этапе обработки.

Второй этап реализации заявляемого способа иллюстрируется графиками на фиг. 4, где (τи) - длительность импульса напряжения. На втором этапе производят глубинное эквидистантное шлифование детали (1) со скоростью движения подачи (Vк), превышающей скорость электрохимического растворения (Vэхо), рассчитанной заранее. По мере движения детали в направлении скорости движения подачи (Vк) происходит врезание абразивных зерен в срезаемый слой, при котором межэлектродный зазора уменьшается. При уменьшении межэлектродного зазора изменяется и его электрическое сопротивление в результате заполнения отходами анодного растворения и частями срезанного слоя (стружки). На осциллограммах напряжение - время (Т) это явление наблюдается в виде нарушения наклона остаточного напряжения (точки а и f), начало которого можно выделить по второй производной от остаточного напряжения по времени (точки a1 и f1). Появление точек (a1 и f1) свидетельствует о необходимости приступить к процессу торможения внедрения абразивных зерен в срезаемый слой путем уменьшения скорости движения подачи (Vк) (точка а2 и f2). Уменьшение скорости движения подачи (Vк) происходит на заранее заданную величину (точка b). С этого момента скорость движения подачи (Vк) становится меньше скорости электрохимического растворения (Vэхо), что приводит к увеличению межэлектродного зазора и исчезновению второй производной от остаточного напряжения по времени . Отсутствие нарушений наклона остаточного напряжения , а также второй производной от остаточного напряжения по времени в начале следующих пауз (точки с и h) вызывает восстановление скорости движения подачи, которая будет восстанавливаться до скорости движения подачи (Vк) (точки с1 и h1). Начало восстановление скорости движения подачи (Vк) происходит в точках (с2 и h2). При дальнейшем движении детали изменяется кривизна профиля обрабатываемой поверхности, а вместе с этим увеличение дуги контакта (L) шлифовального круга с деталью и количества абразивных зерен в контакте с деталью, что приводит к увеличению крутящего момента на валу шлифовального круга. При достижении крутящего момента предельной величины (Mmax) (точка d) происходит уменьшение скорости движения подачи (Vк) (точка d1). Дальнейшее продолжение обработки будет вестись с ограничением скорости движения подачи (Vк) по второй производной от остаточного напряжения по времени с наложением ограничения по крутящему моменту. Результатом второго этапа является срезание всего припуска при обеспечении заданной точности обработки с наибольшей производительностью.

На третьем этапе реализуют процесс выхаживания при напряжениях технологического тока выше напряжения транспассивации обрабатываемого материала, при этом устанавливают импульсы микро- или наносекундной длительности, а длительность паузы выбирают из условия получения наибольшей производительности (скорости движения подачи).

Заявляемый способ электроабразивного шлифования внутренних поверхностей сложной формы позволяет существенно увеличить производительность и точность обработки за счет управления скоростью врезания абразивных зерен, а улучшение обработанной поверхности - за счет уменьшения длительности импульса технологического тока на втором этапе, что способствует уменьшению влияния токов рассеяния на обработанную поверхность, и введением третьего этапа обработки с еще большим уменьшением длительности импульса напряжения.

Таким образом, полученные результаты стали возможными в результате оперативно-контролируемого ведения процесса в оптимальных условиях.

Главным преимуществом данного способа следует считать многократное снижение сил резания и особенно вертикальной составляющей, благодаря чему происходит значительное снижение износа рабочей поверхности шлифовального круга, а также отжима его оси. В результате снижения износа шлифовального круга и уменьшения отжима его оси становится возможным обрабатывать отверстия с непрямолинейной образующей методами врезного и глубинного эквидистантного шлифования инструментом ограниченной жесткости с производительностью, соизмеримой со шлифованием наружных круглых и плоских поверхностей, без снижения точности и качества обработки.

В настоящий момент внутренние поверхности сложной формы и с непрямолинейной образующей обрабатываются либо вручную, либо на координатно-шлифовальных станках с ЧПУ, либо на электроэрозионных и электрохимических станках. Производительность ручной обработке крайне мала и требует использования рабочих высокой квалификации. Производительность обработки на координатно-шлифовальном станке в 10-20 раз ниже, а точность обработки достигается благодаря предельному снижению производительности и использованию станков высокой жесткости, следовательно, больших веса и стоимости. Кроме того, происходит снижение точности обработки в результате использования дополнительных рабочих движений (осцилляция) шлифовального круга, которые и обуславливают снижение точности. Стоимость станков с большим количеством движений рабочих органов значительно выше, чем станков, использующих схемы врезного и глубинного эквидистантного шлифования. Особенно возрастает их стоимость, когда необходимо обработать особо точные поверхности. При использовании координатно-шлифовальных станков для обработки сложных поверхностей с непрямолинейной образующей себестоимость обработки в несколько десятков раз больше, чем при использовании станков электроабразивного шлифования. Использование электроэрозионных и электрохимических станков не эффективно, т.к. первые имеют низкую производительность и сравнительно высокую стоимость, а вторые, при приемлемой стоимости, - низкую производительность. Поэтому обработка отверстий сложной формой с непрямолинейной образующей чрезвычайно трудоемкий процесс.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Статья «Факторы, влияющие на производительность электроабразивного шлифования», автор Жильцов Е.В., адрес интернт-сайта http://science-bsea.narod.ru/2009/mashin_2009/jiltsov_faktor.htmhttp://science-bsea.narod.ru/2009/mashin_2009/jiltsov_faktor.htm).

2. Авторское свидетельство СССР №1237334 «Способ электроабразивного шлифования».

3. Авторское свидетельство СССР №1701452 «Способ алмазно-электрохимического шлифования».

4. Авторское свидетельство СССР №1148738 «Способ управления процессом электроалмазного глубинного шлифования твердосплавного инструмента».

5. Авторское свидетельство СССР №1516264 «Способ электроабразивного шлифования».

Способ электроабразивного шлифования внутренней поверхности отверстия сложной формы в детали, включающий заполнение электролитом зазора между обрабатываемой деталью и шлифовальным кругом, подвод технологического тока в зону обработки и обработку поверхности детали вращаемым шлифовальным кругом при его поперечной подаче, отличающийся тем, что электроабразивное шлифование осуществляют в три этапа, на первом этапе из которых в зону обработки подают импульсы напряжения технологического тока, причем длительность паузы между импульсами напряжения устанавливают наименьшей достаточной для контроля второй производной от остаточного напряжения по времени, а амплитуду импульса напряжения выбирают максимально возможной в зависимости от зернистости шлифовального круга, и осуществляют радиальное врезание шлифовального круга в обрабатываемую поверхность путем смещения детали на величину припуска со скоростью врезания, превышающей скорость электрохимического растворения, при этом измеряют крутящий момент на валу шлифовального круга и контролируют вторую производную от остаточного напряжения по времени в паузах между импульсами напряжения, причем при обнаружении второй производной от остаточного напряжения по времени уменьшают скорость врезания шлифовального круга и восстанавливают скорость при отсутствии упомянутой второй производной, а при достижении глубины врезания, равной величине припуска, запоминают половину наибольшего крутящего момента, соответствующего наибольшей скорости врезания, и прекращают радиальное врезание, при этом на втором этапе в зону обработки также подают импульсы напряжения технологического тока, длительность паузы между импульсами которого устанавливают наименьшей достаточной для контроля второй производной от остаточного напряжения по времени, при этом длительность импульса напряжения технологического тока уменьшают из условия достижения наименьшего влияния токов рассеяния, и производят глубинное эквидистантное шлифование обрабатываемой поверхности отверстия детали со скоростью движения подачи, превышающей скорость электрохимического растворения, при этом измеряют крутящий момент на валу шлифовального круга и контролируют вторую производную от остаточного напряжения по времени в паузах между импульсами напряжения технологического тока, в зависимости от наличия или отсутствия второй производной от остаточного напряжения по времени уменьшают или восстанавливают скорость движения подачи, при этом поддерживают крутящий момент на уровне запомненного, а 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.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению пористых структур на поверхности изделий из титана или его сплава и может быть использовано при изготовлении эндопротезов и зубных имплантатов на титановой основе, для подготовки поверхности титановых имплантатов под нанесение биосовместимых покрытий, а также для получения носителей катализаторов и композитных материалов.

Изобретение относится к области электрохимической обработки и может быть использовано в электролитических режущих инструментах. Устройство содержит источник питания, первый катод, расположенный с возможностью образования первого зазора между ним и первой стороной заготовки для протекания электролита, второй катод, расположенный с возможностью образования второго зазора между ним и второй стороной заготовки для протекания электролита.

Изобретение относится к обработке изнашиваемых поверхностей стальных изделий. В способе изнашиваемую поверхность изделия покрывают слоем индия методом электроэрозионного легирования при энергии импульса Wp=0,01-0,03 Дж, после чего на покрытую индием поверхность методом электроэрозионного легирования наносят износостойкий композитный материал при энергии импульса Wp=0,35-0,42 Дж, при этом используют электрод, предварительно изготовленный из износостойкого композитного материала следующего состава: >10-30 вес.

Изобретение относится к области электрофизической и электрохимической обработки, в частности к электроэрозионному легированию вкладышей подшипников скольжения.

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.

Изобретение относится к оборудованию для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля в отверстии трубчатой заготовки для изготовления статоров с равномерной толщиной обкладки из эластомера, применяемых в винтовых героторных гидравлических двигателях для бурения нефтяных скважин.

Изобретение относится к оборудованию для электрохимической обработки винтового зубчатого профиля внутренней поверхности в отверстии трубчатой заготовки для изготовления статоров с равномерной толщиной обкладки из эластомера, применяемых в винтовых героторных гидравлических двигателях для бурения нефтяных скважин.

Изобретение относится к электрохимической обработке отверстий. Установка содержит камеру, внутри которой установлена стойка с держателем для крепления электрода в зажимном устройстве с возможностью линейного перемещения электрода по горизонтальной оси, корпус, стол для закрепления детали и источник питания.

Изобретение относится к получению турбулизаторов на ребрах и в донной части охлаждающих каналов теплонапряженных машин. Способ включает электрохимическую обработку канала электродом-инструментом, имеющим гибкий шаблон из эластичного материала со сквозными окнами по профилю донной части и ребер обрабатываемого канала, причем электрод-инструмент с шаблоном без зазора вводят до упора в канал, фиксируют его положение, затем к концам шаблона прикладывают растягивающие усилия до образования между шаблоном и каналом заданного зазора, фиксируют положение электрода-инструмента и шаблона, подают в образованный зазор электролит и путем электрохимической обработки в местах, противолежащих окнам шаблона, формируют углубления.

Изобретение относится к электроискровому легированию и может быть использовано в машиностроительном и ремонтном производстве для получения износостойких покрытий повышенной толщины.

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.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при абразивной обработке деталей из вязких вентильных металлов, преимущественно алюминиевых сплавов.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при удалении диэлектрических покрытий с металлических изделий путем их обработки вращаемым непрофилированным электродом-щеткой.

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 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. .
Наверх