Способ электрохимической обработки с последующей электроэрозионной калибровкой

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»> 75I 552

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 04.04.78 (21) 2599918/25-08 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень М 28 (45) Дата опубликования о писания 30.07.80 (51) М.Кл,з В 23 P 1 04

Государственный комитет

СССР пв делам изобретений и открытий (53) УДК 621.9.047 (088.8) (72) Авторы изобретения А. Т. Данильченко, Д. Я. Длугач и Г. И. Криштафович (71) 3 аявитель (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

С ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ

КАЛ И Б РОВ КОЙ

Изобретение относится,к электрофизическим и электрохимическим методам обработки и, в частности, может найми применен не .в основном и .инструментальном п роизводстве при изготовлен ни точных фасонных отверстий в деталях випа матриц,и съемников вырубных штампав.

Известны способы как совмещенного электрохимического .и:электроэрозионного

:процессов обработюи, так и комбинирован.ного, осуществляемого, последовательно в две стадии (11.

Основными,недостажами известных способов являются низкая производительность и точность обработки.

Целью изобретения является .повышение производительности и точности обработки фасонных отверстий.

Цель достигается тем, что электроэрозионную калибровку ведут при минимально 20 допустимом значении припуска, получаемого |после электрожимической обрабопки за счет того, что высоту рабочей поверхности

Э вЂ” И для электрохимической обработки изменяют обратно пропорционально скорости 2в его подачи посредством соответствующего перемещения границы раздела электролита и диэлектрика. Тем самым:регулируется величина припуска, удаляемого электроэрозионным способом, что позволяет увеличить з0,производительность и точность .калибровки благодаря меньшему количеству частиц, проходящих через межэлектродный зазор и вызывающих дополнительные разряды.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема комбинированной электроэрозионной и электрохимической обработки, где 1— обрабатываемая деталь (например, матрица вырубного штампа); 2 — первая ступень электрода-инструмента для ЭХО; 3 — вторая ступень Э вЂ” И для ЭХО; 4 — граница раздела двух сред (ниже — электролит, выше — диэлектрик); 5 — участок поверхности фасонного отверстия заготовки, предварительно,изготовленный одним лз известных способов; 6 — участок поверхности после ЭХО; 7 — участок поверхности под

ЭЭО; 8 — - участок поверхности после ЭЭО;

Z », — максимальная величина припуска;

Z><», —,минимально-допустимая величина припутана (Ртр(мин- 1эзо); Ртр — требуемая птероховатость в л кл; 1ээо — боковой зазор после электроэрозионной калибровки; Н расстояние от торца первой ступени Э вЂ” И до границы раздела двух сред (высота активной поверхности Э вЂ” И для ЭХО).

На фиг. 2 показана временная циклотрамма процесса комбинированной обработки, где а — изменения рабочего напряжения U,; б — расхода диэлектрика Q ;

751552

65 в — скорости съема припуска,при ЭХО эхо, г — - высоты активной рабочей по::ерхности Э вЂ” И для ЭХО Н; д — величины снимаемого припуска Z при ЭХО; е— скорости перемещения Э вЂ” И (скорости

ЭЭΠ— 1 ээо) .

Как видно из фиг. 2 а, на Э вЂ” И постоянно подаются, импульсы .напряжения or источника технологического така. Напряжение в .импульсе Ui, должно быть достатачньрм для осуществления стабильных разрядов в диэлектрике, а длительность .импульсов т„— такой, чтобы, разряды в электролите при выбранном напряжении исключались. Этим условия м удовлетворяют, например. следующие значения:

V 40 — 100 В; „= 5 — 10 мксек.

Процесс абработки осуществляют циклически. На,первой стадии цикла прокачка диэлектрика отсутствует (фиг. 2 б). Следовательно участок б обрабатываемой поверхности,;который отделен от Э вЂ” И электролитом, подвергается электрохимическому съему припуска Z (фиг. 2 д) с некоторой скоростью 1 эхо (фиг. 2 в), а участок

7, отделенный от Э вЂ” И диэлектриком, подвергается электроэрозионной калибровке с некоторой скоростью V ээо (фпг. 2 е) .

Таким образом, осуществляется одно.временное воздействие на разные участками обрабатываемой поверхности процессо в

ЭЭО и ЭХО Длительность т, цикла определяется из условия: межэлектродное пространство не должно полностью, заполняться газами,и продуктамя анодното раство:рен ия..Поскольку электролит неподвижен, то скорость Уээо(фиг. 2 в) по мере накопления прадуктов анодного,растворения у менышается. Продолжительность цикла может определяться экспериментально. По полученным данным она составляет 5—

10 с (при скважности,импульсов q)10).

В процессе обработки электрод-инстру,мент перемещается относительно детали с помощью любого из регуляторов подачи, применяемых в электроэрозионных станках, При этом:в качестве стабилизируемого параметра,мажино лринять, например, среднее нанряжение пробоя.

На второй стадии цикла осуществляют прокачку диэлектрика т„, а после отключения прокачки происхадит,восстановление границы двух сред т,. При этом процесс

ЭЭО не прерывается. Длительность данной стадии цикла (ээо = т„+ т,) составляет

3 — 5 с.

В установившемся режиме, когда величина пр.ипуска под электроэрозионную калиоровку постоянна (Z = const), скорость подачи Э вЂ” И также постоянна (фиг. 2 е).

Величина при пуска под ЭЭО для заданных режимов обработки в основном определяется высотой рабочей поверхности 1l

Э вЂ” И вЂ” 2 (фиг. 1).

Установлено, если скорость перемещения Э вЂ” И в установившемся режиме меньше 0,3 — 0,5 мм/мин, то величина припуска под ЭЭО больше 2„„„и, следовательно, необходимо увеличить высоту Н .рабочей поверхности Э вЂ” И (фиг. 2, цикл 1). В том случае если скорость перемещения Э вЂ” И больше 0,8 — 1,0 мм/мин, то припуск под

ЭЭО,меньше минимально-допустимого значен ия — Z„,„„(ôèã. 2,,цикл 2). Поэтому для того, чтобы избежать непрокалибровку поверхности 7 детали / (фиг. 1),.необходимо уменьшить высоту рабочей поверхности

Э вЂ” И путем смещения границы раздела двух сред в сторону торца лервой ступени

Э вЂ” И вЂ” 2 (фиг. 2, цикл 3).

В дальнейшем циклы обработки повторяются без изменения высоты Н, если скорость перемещения Э вЂ” И будет колебаться в,пределах 0,3 — 1,0 мм/мин.

Пример осуществления способа.

Обработку ведут, например, на комбинированном станке мод. КПС, предназначенном для электроэрозиînной;и электрохиMH ческой обработки деталей штамлов и прессформ.

Обрабатываемая деталь — матрица вырубного штампа. Точность;фасон ного отверстия матрицы +0,015 мм, шероховатость поверхности 0,32, материал заготовками сталь

ХВГ, твердость HPC 56 — 60. Высота матрицы 25 мм. Электрод-инструмент — двухступенчатый, первая ступень предназначена для электрохимической прошивки и съема при пуска, вторая — для электроэрозионной калибровки и последующей электрохимической довод|ки.

Материал электрода - инструмента— медь М1.

Для электрохимической обработки применяют электролит, который может быть составлен,на основе нейтральных солей

5 — 20% ККОз, МаХОз, NBC1 и др., для электроэрозионной обработки рабочей жидкостью является диэлектрик (керосин, трансформаторное масло и т. in.) Вначале, с целью быстрого удаления основного объема материала осуществляют электрохимическую прошивку фасонного отверстия первой ступенью электрода-,инструмента.

Режим обработки: Uð — — 12 В;

= 1 мм/мин;

Р„.„= — 8 ати; T,„„= — 25 — 30 С.

Величина припуска, остающаяся под последующую обработку неравномерна и ñoставляет 0,1 — 2 мм по высоте заготовки.

На второй стадии осуществляют комбинированную (одновременную) электроэрозионную и электрохимическую обработку фасонного отверстия. Для этого первую ступень электрода-инструмента Э вЂ” И вводят в фасонное отверстие так, чтобы между торцом второй ступени Э вЂ” И и верхней плос751552 костью заготовки был зазор в пределах

0,1 — 0,2 мм. Затем .рабочую камеру заполняют электролитом и диэлектриком (керосином). Границу раздела двух сред устанавливают ниже торца второй ступени

Э вЂ” И на 2 — 3 мм. В качестве источника питания используется специальный стабилизированный высокочастотный генератор импульсов.

Режим обработки: Uð —— 40 В;

= 10 мсек; скважность q = 10. Процесс ведут циклически с периодической прокачкой диэлектрической жидкости согласно циклограмме (фиг. 2). В процессе поступательного перемещения электрода-инструмента от регулятора электроэрозионного промежутка участок Э вЂ” И, находящийся ниже границы раздела двух сред, производят электрохимический съем припуска, а выше — электроэрозионную калибровку фасонного отверстия. После прохождения Э—

И 2 — 3 мм производят корректировку высоты активной (рабочей) поверхности Э вЂ” И для ЭХО за счет соответствующего перемещения границы раздела электролита и диэлектрика. Экспериментально определено, если скорость перемещения Э вЂ” И больше 0,8 — 1,0 мамин, то высоту активной поверхности Э вЂ” И необходимо уменьшить, если скорость Э вЂ” И меньше 0,3 — 0,5 мм)мин, то высоту активной поверхности Э вЂ” И требуется увеличить.

Таким образом, для получения минимально-допустимого значения припуска под электроэрозионную калибровку, высоту рабочей поверхности Э вЂ” И для ЭХО измечяют обратно пропорционально скорости его подачи.

Использование одновременно ЭЭО и

ЭХО позволяет получить скорость обработки до 0,3 — 1 мм(мин, шероховатость в пределах R,10 — R,20 и точность 0,01 мм. Для снижения шероховатости обрабатываемой поверхности до 0,63 — 0,32 на третьей стадии осуществляют электрохимическую доводку фасонного отверстия неизношенной частью второй степени Э вЂ” И. Режим электрохимической доводки: Uð — — 15 — 20 В;

Р„,, = 8 атм; Тэ1,„= 25 — 30 С;

= — 0,1 — 1,0 с; скважность д = 3.

В процессе доводки плотность тока в импульсе поддерживается в пределах 30—

35 а/см путем плавного регулирования напряжения, осуществляемого специальной приставкой. При доводке величина снимаемого припуска в значительной степени зависит от исходной шероховатости. Для получения шероховатости 0,5 при исходной

R,20 величина припуска составляет 0,1—

0,12 мм.

Предлагаемый способ позволит получить фасонные отверстия с точностью 2 класса с шероховатостью 0,32 — 0,63. Производительность, по сравнению с известными способами обработки, повышается в 2 — 3 раза.

Экономический эффект, достигаемый при обработке матриц вырубных штампов на одном станке мод. КПС, составляет 25—

30 тыс. руб.

Формула изобретения

Способ электрохимической обработки с последующей электроэрозионной калибровкой предварительно изготовленных фасонных отверстий, при котором осуществляют

30 подачу электрода-инструмента от регулятора межэлектродного промежутка в рабочей среде, состоящей из двух несмешивающихся жидкостей электролита и диэлектрика, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и точности обработки путем получения минимально допустимого значения припуска под электроэрозионную калибровку, высоту рабочей поверхности электрода-инструмента для

4о электрохимической обработки изменяют обратно пропорционально скорости его подачи, перемещая границу раздела электролита и диэлектрика.

45 Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Патент США, № 3385947, кл. 219—

69, 1963.

7И552 элек

U9x икл и икл

Корректор С, Файн

Редактор Г. Улыбина

Заказ 829/1015 Изд. № 367 Тираж 1160 Подписное

«!ПО «Г1оиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская няб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» с

5ма маi грээ„

fTf pQ атр армии ээр

Фиа 1 е цикл

Фиг. 2

Составитель В. Шадрина

Техред А. Камышникова