Способ управления электрохимической обработкой деталей

 

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

00 4249l4

Союз Советских

Социалистических

Респубпик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) 3 аявлено 19.06.72 (21) 1799373 22-1 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 25.04.74. Бюллетень № 15

Дата опубликования описания 04.10.74 (51) М. Кл, С 23Ь 3/06

С 23h 5, 08

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам иеооретений и открытий (53) УДК 621.357.8(088.8) (72) Авторы изобретения

Н. В. Богоявленская, А. С. Афанасьев и В. Д. Третьякова (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ

ОБРАБОТКОЙ ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к технике электрополировки труб.

Известен способ управления электрохимической обработкой деталей, включающий управление скоростью перемещения деталей через ванну.

Известный способ обеспечивает технологические режимы электрополировки без учета того, что по мере проработки электролита технологические режимы изменяются, а именно увеличивается содержание Fe - и вязкость электролита. Это приводит к тому, что электропроводность электролита уменьшается и растет анодная плотность тока. Электролит разогревается, изменяется концентрация добавки, состояние электрополировального инструмента и снижается работоспособность электролита.

Рекомендуемые технологические режимы в этих условиях уже не будут оптимальными, они не обеспечат получения требуемого качества поверхности (максимального блеска полируемой поверхности при наименьших потерях в весе), предъявляемого техническими условиями.

Целью предлагаемого способа является оптимизация процесса электр ополировки труб из нержавеющих сталей в сернофосфорнокислом электролите с добавками поверхностно активных веществ (ПАВ) путем поиска информации о максимальном блеске поверхности обрабатываемой трубы при изменении параметров процесса.

Для этого измеряют блеск трубы на выходе из ванны, определяют его приращение за выбранный интервал времени и в зависимости от величины приращения пропорционально изменяют скорость движения трубы через ванну.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на

10 фиг. 2 — результаты экспериментальных исследований.

Устройство содержит ванну для электрополировки 1, блескомер 2, вторичный прибор 3, регистрирующий блеск трубы, экстремальньш

15 регулятор 4, исполнительньш механизм 5 для изменения скорости движения трубы и регулирующий орган (двигатель с приводом валков) 6.

Б — сигнал, пропорциональный блеску на

20 выходе 2; V, — скорость трубы в ванне; f (t);

) (/); f;(t) — функции, указывающие на изменение во времени состояния электролита, плотности тока и др.

При изменении состояния электролита, плот25 ности тока, сортамента труб и др. блеск будет отклоняться от своего экстремального значения.

Сигнал с блескомера 2 через вторичный прибор 3 поступает на экстремальный регулятор

30 4, который посредством исполнительного ме424914

55 ханизма 5 и регулирующего органа 6 TQK меняет скорость движения трубы „что сигнал, пропорциональный блеску Б при любых значениях возмущающих воздействий, достигает своего максимального значения.

Пр» ер. Для определения ориентировочной оценки области оптимальных значений процесса электрополировки применяют метод планировапного эксперимента. Полученные уравнения регрессии второго порядка определяют зависимость между выходными переменными у — потерями в весе анода (ХР) и у — блеском (в о/о относительно серебряного зеркала) от независимых переменных на входе: х, — температура электролита (С); x> — концентрация добавки (г/л); x> — время электрополировки (мин); х,— плотносп тока (а дм -) . у, — 51,4 + 11,81х, + 1,86х, + 4,18х, +

+ 9,53х, + 0,52х, . х, + 0,20х,х, — 4,92х,х,— — 2,36х,х, + 0,20х,х, — 3,32х,х4 — 2,43х +

+ 1,58х — 8,43хз — 3,43х, (I) у, = 0,0165+ 0,0008х, — 0,0002х,+0,0072х, +

+ 0,0091х, + 0,0003х,х, + 0,00002х,х,— — 0,0002х х4

+ 0,0001х,х4+ 0,0037х х4 + 0,0016xi— — 0,001 7х

+ 0,0006хз + 0,0028х .

Изменение температуры (3 С) электролита приводит к повышению блеска, однако, при увеличении t)70 — 80 С резко возрастают потери в весе, что в принципе нежелательно, поэтому целесообразно поддерживать температуру 70 — 80 С, но не более.

Увеличение плотности тока (i) приводит к увеличению блеска, и при i=200 — 250 а/дм- имеется пологая экстремальная зависимость блеска от плотности тока. Целесообразно для повышения блеска работать в области тока

140 — 150 а/дм, так как с повышением плотности тока выше этого предела возрастают нежелательные потери в весе.

Увеличение концентрации ПАВ мало влияет на изменение блеска, а потери в весе незначительно уменьшают при повышении концентрации добавки, поэтому целесообразно концентрацию добавки сульфоуреида поддерживать в пределах 1,5 — 2 г/л. Изменение времени электрополировки (т) значительно сказывается на блеске. От времени полировки имеется экстремальная зависимость, при которой блеск

15 г0

4 будет максимальным. При увеличении т до

3 мин блеск возрастает, а при дальнейшем увеличении т резко падает. Экстремум блеска соответствует оптимальному времени электрополировки (для данного опыта 2,5 мин, что соответствует скорости движения трубы 500—

600 мм/мин).

Анализ уравнений (1) и (II) показывает, что при любых значениях входных переменных х — х, экстремум блеска зависит от времени, а следовательно, от скорости прохождения трубы, причем при изменении всех указанных переменных он смещается. Путем изменения скорости движения трубы можно постоянно поддерживать максимум блеска.

Работать за экстремальным режимом не целесообразно и даже вредно в связи с тем, что резко возрастают потери металла.

При выбранных оптимальных режимах максимум блеска стали равен 63О/о. При изменении времени электрополировки экстремум блеска не достигается при вышеуказанных режимах.

Время электрополировки будет также меняться, если будут меняться соотношения всех компонентов, входящих в уравнение регрессии. Естественно, что экстремум блеска будет смещаться и наступать при другом времени т. B связи с этим необходимо подстраивать процесс путем регулирования скорости движения трубы в пределах 300 — 600 мм/мин (см. фиг. 3).

Управление блескомером осуществляется в зависимости от того, по какую сторону от экстремума находится величина блеска. Если слева, то увеличивают скорость с указанным интервалом дискретности, равным времени замера блеска, а если справа, то уменьшают скорость трубы, причем величина изменения скорости должна быть пропорциональна величине изменения блеска.

Предмет изобретения

Способ управления электрохимической обработкой деталей, включающий управление скоростью перемещения деталей через ванну, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью оптимизации процесса электрополировки труб из нержавеющих сталей в сернофосфорнокислом электролите с добавками поверхностно активных веществ путем поиска информации о максимальном блеске поверхности обрабатываемой трубы при изменении параметров процесса, измеряют блеск трубы на выходе из ванны, определяют его приращение за выбранный интервал времени и в зависимости от величины приращения пропорционально изменяют скорость движения трубы через ванну.

424914

>< ) 1 и) 7 (.

Риг 1

,см 43

03 агб б,г ал б,1 б,аб блею % бб

4 ur Г

С оста в и тель О. Н ови кова

Техред Е. Борисова

Корректоры: Л. Корогод и А. Николаева

Редактор Т. Фадеева

Заказ 2670!4 Изд. ¹ 785 Тираж 875 Подписное

Ц14ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР

»о делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4(5

Типография, пр. Сапунова, 2