Способ электрохимической размерной обработки металлов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИВЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Рвсаублнк нн865587 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 250180 (21) 2875736/25-08 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 230981,Бюллетень 89 35

Дата опубликования описания 230981,. (51)М. Кл.3

В 23 P 1/04

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 821.9.047 (088.8) l

j» (72) Автор изобретения

10-В. Корноухов (71) Заявитель (541 СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ РАЗМЕРНОЙ

ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к электрохимическим методам обработки.

Известен способ электрохимической размерной обработки металлов, при котором электроду-инструменту помимо рабочей подачи сообщают основное и дополнительное гармонические колебательные движения, причем двойная амплитуда дополнительного колебательного движения равна величине рабочего межэлектродного зазора, а частота его в два раза меньше частоты основного колебательного движения. При электрохимической обработке согласно способу совмещают подачу импульсов технологического тока и импульсов "ощупывания" соответственно с областями низкой и высокой полуволн в течение одного периода суммарного"колебания электрода-инструмента (1g .

Недостатком известного способа является его низкая производительность, так как длительность рабочего импульса технологического тока мак« симально 12-15% от периода суынарного колебания.

Цель изобретения — повышение производительности процесса обработки посредством увеличения длительности рабочего импульса. технологического тока относительно периода сложного суммарного колебательного движения электрода-инструмента.

Эта целб достигается тем, что дополнительное колебательное движение электрод-инструменту придают с амплитудой, равной 0,5-0,62 величины минимального; межэлектродного зазора и с частотой в n+0,5 раза внае частоты основного колебательного дВижения, где n — натуральное число.

Причем частота дополнительного колебательного движения вьхае частоты основного колебательного движения в полтора раза при отношении максимального межэлектродного зазора к минимальному от 2,5 до 3 — в два с половиной раза и при отношении максимального межэлектродного зазора к минимальному от 5 до 7 — в три с половиной раза при отношении максимального межэлектродного зазора к мини-. мальному от 9 до 10.

Ra фиг.1 представлены графики основного, дополнительного и суммарного колебания инструмента-электрода> на фиг.2 приведена таблица основных параметров колебаний; на .фиг.3 — приЗО мер обработки предложенным способом.

865587

Предложенный способ реализуется следующим образом.

Выбрав вышеуказанные соотношения частот основного и дополнительного колебаний получают суммарное колебание (Фиг.3, с периодом в два раза большим, чем период основного колебания и имеющее широкую плоскую полуволну, на которой длительность рабочего импульса тока достигает макl симально 30-35% от периода сложного колебания в 2 — 2,5 раза больше, чем в известном.

При увеличении отношения максимального межэлектродного зазора к минимальному (для улучшения промывки, зазора) иэ-за ухудшения Формы колебания приходится уменьшать длительность рабочего импульса тока. Чтобы ухудшение формы колебания при увеличении отношения максимального зазора к минимальному происходило менее интенсивно, переходят при определенных значениях этого отношения от частоты дополнительного колебания f = 1,5fp к частоте Гд= 2,5f0 и частоте f =- 3,5

В общем виде соотношение частот основного и дополнительного колебания имеет вид

fA (п + 0i5) fo где f - частота дополнительного коле бания; частота основного колебания; п — натуральное число.

Для получения суммарного колебания (фиг.1) с чередующимися по высоте положительными (ближайшими к детали) полуволнами к основному синусоидальному колебанию частоты

f0 прибавляют дополнительное синусоидальноЕ колебание с амплитудой равной (0,5-0,62) минимального межэлектродного зазора о ; и с частотой (и + 0,5)1О . Фазу дополнительно. го колебания выбирают так, чтобы положительные вершины обеих. синусоид совпадали через два периода основных колебаний. Суммарное колебание содержит в одном периоде четыре полуволны: низкая положительная для рабочего импульса тойа, высокая положительная для ощупывания". и две отрицательные для промывки. Импульс рабочего тока подают в рабочую область низкой положительной попуволны. Под рабочей областью понимают фазовый уголЧр, внутри которого межэлектродный зазор Федр отличается от своего минимального значения на величину не более 25%, что

in практически не влияет на точность обработки.

Таким образом, Чр соответствует условию п п Ора8 " inin

С 60

Суммарное колебание выражается ,0«(+ <) a„sin((neo,s) а- — ), 1 1

/ где а0- амплитуда основного колеба5 ния» а - амплитуда дополнительного колебания; и - натуральное число;

uu — круговая частота основного

10 колебания, си- Я Що;

t — время.

Математический анализ этого выражения показывает, что на каждой из частот дополнительного колебания

f (n + 0,5) fa Я

5 амплитуда основного колебания аа должна быть больше амплитуды дополйительного колебания а@, и минимальаа ное отношение — определяется иэ усОД ловия, что величина прогиба вниз 4

Щ в середине рабочей полуволны равна

0,25 1 (Фиг.1)

Из фиг,1 видно, что

2а,„= б,- + О, 25 о „,«

25 отсюда * а, = 0,62 Ф „ „

Этому минимальному отношению ф»Я оответствует минимальное отношение

- "-Я и максимальный уголь а„. зо

Минимальные отношения — = /Д5 и =Я,5, 0 ФЩ4)( а* d" „n

35 а максимальный уголь„,а = 250 (отсчет угла Vp производят по основному колебанию) .

При n=2,, т.е. йд 2,5 f0 .

Минимальные отношения — я-= 3 н — =5, а 4 max ад с в« а максимальный уголЧрп„д= 135О, При пЗ,т.е. f 3,5У, °

45 Минимальные отношения ар ь ам ф

Og min о а максимальный уголЧр а = 90

Использовать дополнительные коле-.

»бания на более высоких частотах (n > 3) не целесообразно, так как в втом случае минимальное отношение уД- 10, à Чр (80, т.е. произвозз дительность резко падает.

По мере увеличения отношения ао на каждой из перечисленных частоР дополнительного колебания чвеличива60 ется и отношение -г †.-„", а прогиб А в середине рабочей йолуволны уменьша-. ется, и когда он исчезает, амплитуда дополнитеЛьных колебаний ад

0,5 . Таким образом, амплитуда

Я дополнительных колебаний при раэлич865587 ных соотношениях частот составляет (0»5 Ок62)о" ю п . увеличение отношения,„ х приводит к уменьшению угла Чр (фиг.2) и при определенном значении этого соотношения он становится равным максимальному углуФ „,<„ для следующей более высокой частоты, и на этом угле целесообразно перейти на эту частоту, так как при этом увеличивается соотношение " т.е. улучшаются услоЮ п 4п 1О вия промывки межэлектродного зазора (при той же длительности рабочего импульса тока) .

Так, при частоте f ь 1,5f0 (nl) при отношении $ †.„ = 3,5, угол

Чр = 135 и равенчр д„для частоты

2,5, но при, х = 5. Следовате-, " о"тах льно, отношение 3,5 < „" 5 испольа(ьтп1а зовать нецелесообразно, так как внутри этого диапазона уголЧр < 135 и, следовательно, производительность 20 внутри этого диапазона ниже, а промывка хуже, чем при "" = 5 и

2,5fp .

< нйп

При частоте,= 2,5Г (п=2) при отношении " = 7, угол Чр = 90О р так и равенн„„,.„для частоты f> 3 5f. но при „" =9 и д=3, 51а .

Следовательно, отношение 7< ф " < 9

Э М и испольэовать нецелесообразно, так как внутри этого диапазона Ур < 90 .

Таким образом, имеется три диапа-. зона отношений максимального Ф„х „и минимального с „„ межэлектродного зазора и соответствующие этим диапазонам соотношения частот

NrAdK

„.„-2,6 — 3,5, частота f> 1,510

О- ттм Х вЂ” 5 — 7, частота Гд= 2,5 — 9 - 10, частота д, 3,5fо

При таком соответствии достигается наилучшая форма суммарного коле бания, при котором низкая положительная полуролна имеет при выбранном отношении " наибольшую рабочую

d òï1n область и наиЪолее крутые участки перехода на промывочные полуволны, что улучшает условия промывки межэлектродного зазора.

С увеличением,": соотношения уменьшается Яф, т.е. длительность рабочего импульса тока, но увеличивается время промывки и величина промывочного зазора по отношению к рабочему межэлектродному зазору, т.е; улучшается качество промывки. H

В зависимости от обрабатываемого материала и режимов обработки выбирают такое соотношение — Я" при коД тором достигается качественная промывка межэлектродного зазора при 66. возможно большей длительности рабочего импульса, т.е. обеспечиваются оптимальные условия обработки.

Выбор параметров колебаний производят следующим образом. 65

Из условий обработки и материала заготовки выЬирают минимальный(д"„, ) рабочий межэлектродный зазор. Из этих же соображений выбирают отношение — .

d тпаХ

Утаил

Из строки таблицы (фиг.2) соответствующей этому отношению, берут

К„ и определяют амплитуду дополнительных колебаний а*= К„dù „.

Так же берут соответствующее К . и определяют амплитуду основных колебаний а„= К а .

Затем берут соответствующее К

3 и определяют частоту дополнительного колебания оа = K3

Затем — соответствующий уголь о включения источника рабочего тока.

В качестве. примера приведены графики перемещений инструмента-электрода и напряжений на нем (фиг.3)

Пусть из условий обработки выбран минимальный межзлектродный зазор

<,„„= 0,05 мм, отношение "" = 3.

В этом случае

d" ëп

К„=0,52 а, --К, Фд„„=0,52 »0,05=0,026 мм

Ку2,2 аа= К1.ад=2,2»0,026=0,057 мм

КЗ 1,5 fp = Kgfp = 1,5» fg р = 200

Процесс обработки происходит следующим образом.

Инструменту-электроду сообщают основное синусоидное колебание с амплитудой а = 0,057 мм (кривая a) . Кроме этого, инструменту придают допол-. нительное синусоидальное колебание в соответствующей фазе с амплитудой

0,026 мм .и частотой в полтора раза выше, чем у основного колебания (кривая 2. Добавив к этим колебаниям рабочую подачу инструмента-электрода 0,002 — 0,004 мм за двойной период основного колебания (кривая Ь) получают суммарную кривую, изображающую закон движения инструментаэлектрода. На этой кривой имеются чередующнеся области обработки, промывки,, "ощупывания".

Импульс рабочего напряжения подают на инструмент-электрод в области обработки в пределах фазового угла

Чр= 200 (кривая 32.

В области "ощупывания" на инструмент-электрод подают низкое напряжение 1-1,5 В (кривая е) и производят регулирование рабочей подачи.

Обработка укаэанным способом повышает производительность в 2-2,5 раза эа счет увеличения длительности импульса рабочего тока по отношению к периоду ксшебания инструмента-электрода.

Формула изобретения

1. Способ электрохимической размерной обработки металлов с сообщв865587 нием электроду-инструменту рабочей подачи, а также основного и дополнительного гармонического колебательного движения, и совмещением подачи импульсов технологического тока и импульсов технологического тока и импульсов "ощупывания" соответственно с областями низкой положительной и высокой положительной полуволны в течение одного периода суммарного колебания электрода-инструмента, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности процесса обработки выбирают амплитуду дополнительного колебательного движения электрода-инструмента, рав ной 0,5-0,62 величины минимального межэлектродного зазора, а частоту в

n + 0,5 раза выше, чем частота основного колебательного движения, где — натуральное число.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что частоту дополкительного колебательногО движенИЯ выбирают в полтора раза выше частоты основного колебательного движения при отношении максимальной величины межэлектродного зазора к минимальной от 2,5 до 3,5.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что частоту дополнительного колебательного движения выбирают в два с половиной раза выше частоты основного колебательного движения при отношении максимальной величины межэлектродного зазора к минимальной от 5 до 7.

4. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что частоту дополнительного колебательного движения выбирают в три с половиной раза выше частоты основного колебательного движения при отношении максимальной величины межэлектродного зазора к минимальной от 9 до 10.

Ю Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 451284, кл. В 23 Р 1/ОО, 1973 °

865587

Составитель В. Лукьянов

РЕдактор T. Кугрыаева Техред Ж, Кастелевич Корректор М.Шароши

Заказ 7945/23 Тираж 1151 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4