Способ регулирования межэлектродного зазора при электрохимической обработке и устройство для его осуществления

 

GA ИКАНИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик (i l) 738815

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 04.07.77 (21) 2502850/25-08 с присоелинением заявки М (28) Приоритет

Опубликовано 05 06.80. Бюллетень М 21 (5 l ) М. Кл.

В 23 P 1/14

1ооударотвенный квинтет

СС,СР (53 ) УД К 621.9.047 (088.8) иа делве1 изобретений н открытий

Дата опубликования описания 05.06,80 (72) Авторы изобретения

А. И, Капустин и В. Н. Филимоненко (71) Заявитель

Новосибирский электротехнический институт (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ МЕЖЭЛЕКТРОДНОГО

ЗАЗОРА ПРИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки, в частности касается способа регулирования меж-электродного зазора при электрохимической обработке и устройства для его осуществления.

Известен способ регулирования зазора при электрохимической обработке импульсным током с использованием в качестве параметра регулирования одного из электрических параметров или их комбинацию и с коррекцией управляющего сигнала по напряжению. Регули10 рование зазора осуществляется при контроле параметра регулирования в течение всего импульса тока (11.

Недостатком известного способа является невысокая точность и производительность обра15 ботки из-за зависимости периода регулирования от длительности импульса тока.

Известно устройство для регулирования зазора с блоком датчиков, соединенных с электродами, питаемыми от импульсного источника питания, и с усилителем, выход которого соединен с входом испольнительного устройства (2). 2

Цель изобретения — -повышение точности обработки и производительности.

Поставленная цель достигается тем, что регулирование осуществляют в начальный период рабочего импульса, а длительность контроля параметра регулйрования задают менее 10"4 с.

Для реализации предлагаемого способа регулирования в известное устройство введены модулятор длительности, блок памяти, ждущий мультивибратор и триггер, при этом выходы блока датчиков последовательно через модулятор длительности и блок памяти соединены с входом усилителя, управляющий вход модуля; тора длительности соединен с выходом ждущего мультивибратора, управляющий вход блока памяти соединен с выходом триггера, вход которого соединен с выходом ждущего мультивибратора, а вход последнего для синхронизации соединен с импульсным источником питания.

На фиг. 1 представлена схема распределения баланса напряжения; на фиг. 2 — функциональная схема устройства регулирования зазора;, иа фиг. 3 — циклограммы импульсов, например, 15 4.

3 7388 йайряжеиия иа входе и выходе отдельных блоков по фиг. 2.

Было установлено, что нри прохождении импульса технологического тока происходит распределение баланса напряжения в межэлектродном зазоре (фиг. 1), которое можно описать уравнением: = ++a;a;÷,+ч„() где 0 — амплитуда импульсов напряжения, I подаваемых на электроды от источника технологического тока; г1 s n — перенапряжение катодных и анодных

Ц 1 электрохимических процессов, соответственно;

-- перенапряжение, вызванное омическим 15

3 падением напряжения в слое электролита в межэлектродном промежутке; г1 и n — перенапряжение, вызванное образованиЦ ем газового слоя на аноде и катоде 20 соответственно не является постоянным и меняется во времени после начала прохождения импульса тока. также сигнал на запуск триггера (д). На двух выходах триггера вырабатываются сигналы для управления двумя ячейками памяти (е, ж) (один выход триггера управляет одной ячейкой. памяти). При наличии управляющего сигнала от триггера ячейка памяти открыта,в этот момент иа выходе у. нее то же напряжение, что и на

Изменение величины межэлектродного зазора 25 в осйовном сказывается на изменении омического падения напряжения в слое электролита (q)

" и почти не сказывается на изменении остальных составляющих баланса напряжении. Поэтому для того, чтобы контролируемое изменение величиныЗО межэлектродного зазора вызывало необходимое "йзмейение управляющего сигнала, достаточным " является выполнение условии: Ъ> 4+1, q4q5 (2) т . е. нужно создать такие условия в момент регистрации значений параметров, по которым "" cgiNt о величине межэлектродного зазора, чтобы большая часть приложенного к межзлектродному зазору напряжения выделилась на омическом сопротивлении слоя электролита. Зто возможно„ используя либо электролит с малой электропроводностью, что нецелесообразно из-за снижения производительности обработки, либо регистрацию значений параметров, по которым судят о величине межэлектродного промежутка, осуществлять в начальный период прохождения рабочего им.,пульса тока. Действительно, в начальный момент похождения импульса технологического то1еа при обработке большинства металлов в активи50 дующих злектролитах на электродах нет никаких кинетических ограничений неэлектрохимического характера (фазовых пленок, диффузионных ограничений и тд.) и йереиапряження г1 „ иф определяются по уравнению Тафеля для .5 случая электрохимической кинетики и составляют величины порядка 0,5-5 В. После прохождения некоторого количества электричества (некоторого времени) на них могут появиться фазовые пленки и друтие ограничения неэлектрохимического характера и величины перенапряжений г 1„и q „возрастут.

Кроме того, величины перенапряжений g и г1, которые зависят от толщины газовых

14 слоев на электродах, также изменяются во времени после подачи импульса тока от нуля до единиц и даже десятков вольт. Все это вызывает перераспределение баланса напряжения в межзлектродном промежутке, а именно в начальный период прохождения импульса тока большая часть приложенного напряжения выделяется на омическом сопротивлении слоя электролита () ), т.е. выполняется условие (2). Затем величины q, q, q и т и 2 увели яваются, à g уменьшается, что приводит

3 к нарушению данного условия и является причиной плохой точности регулирования малых величин межэлектродных промежутков при известных ранее способах регулирования по значениям тока, напряжения, тока и напряжения, по локальной плотности тока с коррекцией управляющего сигнала по напряжению. Зкспериментами установлено, что условие (2) для боль шинства обрабатываемых в практике металлов выполняется, если длительность периода, в течение которого производят контроль значений параметров, по которым судят о величине межэлектродного промежутка, менее 1-10"4с.

Устройство для регулирования состоит из блока датчиков 1, модулятора длительности 2, блока памяти 3, усилителя 4, исполнительного устройства 5, ждущего мультивибратора 6 и триггера 7, импульсного источника 8 технологического тока.

Напряжение с электродов поступает в блок датчиков (а) (фиг. 3), который в данном случае может быть простым делителем напряжения, а из блока датчиков (б) в модулятор длительности. Модулятор длительности управляется сигналом, вырабатываемым ждущим мультивибратором (r), работа которого синхронизирована с работой источника тока (в). При наличии сигнала от мультивибратора модулятор длительности пропускает сигнал, при отсутствии — шунтирует. (з). Поэтому длительность периода, в течение которого производят контроль величины напряжения на электродах, может регулироваться мультивибратором. Ог ждущего мультивибратора, в момент окончания управляющего сигнала дпя модулятора длительности (r), подается

T3 Â1

Входе, идущем от модулятора длительности.

При отсутствии управляющего сигнала от триггера ячейка памяти "закрывается * и на выходе у нее будет то напряжение, которое было в момент "закрытия" ее на входе, идущем от модулятора длительности. В момент наличия управляющего сигнала от триггера (ж) модулированный сигнал (з) проходит в ячейку памяти.

В момент окончания модулированного сигнала ячейка памяти "закрывается" и сигнал "хранится" до окончания следующего модулированного сигнала (и), в момент окончания которого другая ячейка запирается (к), а в данный сигнал "стирается".

Таким образом поочередно модулированный сигнал проходит то в одну, то в другую ячейку памяти. На выход блока памяти поступают сигналы обеих ячеек памяти, поэтому практически постоянный сигнал идет в усилитель (л).

Использование блока памяти позволяет исключить влияние скважности на точность регулиро вания. Пунктиром показано изменение сигнала при изменении величины зазора.

Формула изобретения

1; Способ регулирования межэлектродного зазора при электрохимической обработке импульсным током с использованием в качестве параметра регулирования одного из электрических параметров или их комбинацию и с коррекцией управляющего сигнала по напряжению, о т л и ч а ю щ и и с ц тем, что с целью

5 6 повышения точности обработки и производительности., регулирование осуществляют в начальный период рабочего импульс, а длительность контроля параметра регулирования зада10"4

2. Устройство для осуществления способа по и. 1 при электрохимической обработке в способе с блоком датчиков, соединенных с электродами, питаемыми от импульсного источника питания, и с усилителем, выход которого соединен с входом исполнительного устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в него введены модулятор длительности, блок памяти, ждущий мультивибратор и триггер, при этом выходы блока датчиков последовательно через модулятор длительности и блок памяти соединены с входом усилителя, управляющий вход модулятора длительности соединен с выходом ждущего мультивибратора, управляющий вход блока памяти соединен с выходом триггера, вход которого соединен с выходом ждущего мультивибратора, а вход последнего для синхронизации соединен с импульсным источником питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Панов Г. Н, Исследование технологических особенностей регулирования процесса электрохимической размерной обработки сложных поверхностей. Автореферат диссертации.

Тула, ТПИ, 1972.

2. Седыкин Ф. В. Размерная электрохими,ческая обработка деталей машин . М., "Маакностроение, 1976, с. 135,