Способ регулирования межэлектродного зазора при электрохимической обработке
О П И С А Н И Е»874298
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсиик
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заивлено 08.10.79 (21) 2825843/25-08 с присоединением заявки J% (28) Приоритет (51) М. Кл.
В 23 P 1/14
Государственный комитет
Опубликовано "3,10.81. Бюллетень Фе 39
Дата опубликования описания 23.10,81 ао делам изобретений и отврьпнй (53) УДК б21.9. .047.4.0б (088.8) (72) Автор изобретения
В. В. Атрошенко
Уфимский авиационный институт им. Орджоникйкзе-: (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ МЕЖЭЛЕКТРОДПОГО
ЗАЗОРА НРИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ
Изобретение относится к размерной электрохимической обработке токопроводящих материалов и может быть использовано при формо- образовании сложных поверхностей.
Известен способ регулирования межэлектродного зазора при электрохимическбй размерной обработке, согласно которому в качестве сигкша для регулирования используют высокочастотный сигнал, возникающий вследствие ионных и электронных процессов, предшествующий электрическому пробою в момент сближения электродов 11).
Недостатком данного способа является низ1 кая точность поддержания минимального межэлектродного зазора. Согласно данному способу учитывают зависимость амплитуды высокочас15 тотных сигналов только на величины зазора, в действительности она зависит от таких факторов, как напряжение источника питания, величина межэлектродиого зазора, давление электролита на входе и выходе из межэлектродиого зазора и электропроводность электролита.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ регулирования межэлектродного зазора при размерной электрохнмической обработке с использованием вероятностной характеристики высокочастотных сигналов, полученную в результате статистической обработки значений амплитуд высокочастотных сигналов (2).
Недостатком известного способа является то, что хотя анализ значений вероятностных характеристик высокочастотных сигналов и дает приближенную и достоверную информацию о величине зазора, все же достаточной точности полдержания равновесного межэлсктродного зазора и оптимальных условий обработки не обеспечивает.
Цель изобретения — повышение точности поддержания минимального межэлектродпого зазора и устранения возможности появления коротких замыканий за счет поддержания равенства скоростей подачи и электрохимического растворения.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регулирования с использованием в качестве управляющего сигнала вероятностной характеристики высокочастотных сигналов в про74298 4
10!
На чертеже представлен график, поясняющий предлагаемьй способ.
Пример. В качестве вероятностной характеристики высокочастотньrx сигналов выбирают дисперсию их амплитуды О, характеризующую интенсивность сигналов относительно среднего значения. На графикс приведены заФ висимости дисперсии D, производной dD/dt плотности рабочего тока i, производной di/dt
И скорости подачи электрода-инструмента V0„, как функции времени, поясняющие принцип регулирования межзлектродного зазора, который сводится к следующему.
Ступенчато увеличивают скорости подачи, нервоначальное значение которой выбирают меньше максимальной скорости электрохимического растворения (график а) ° На каждой стулени измеряют текущие значения дисперсии и и плотности i рабочего тока (график б, в). Одновременно определяют значения их производных во времени (график г, д). Момент наступления равновесного состояния в зоне обработки. характеризующийся неизменной величиной межэлектродного зазора, определяют по синхронному равенству нулю обеих производных, когда дисперсия 0 и плотность i перестают изменяться.во времени. В этом случае производят лере ключение скорости подачи на новую ступень (моменты времени t, -t4).
При этом переход от одного равновесного состояния, вызванньй ступенчатым увеличением скорости подачи, к другому происходит при одинаковых по знаку производных dD/dt u
di/dt (моменты времени tr,— — t4), Равенство знаков сохраняется до тех пор, пока скорость подачи ие сравняется с величиной максимальной скорости электрохимического растворения. При достижении скорости подачи значения максимальной скорости электрохимического растворения плотность i достигает своего максимального зиачения, а зазор — минимально допустимой величины.
Обе производные также будут равны нулю, но любое увеличение скорости подачи приво-
40
55 з 8 цессе обарботки производят ступенчатое увели/ чение скорости подачи, на каждой ступени ведут измерение производных по времени от вероятностной характеристики высокочастотных сигналов и плотности рабочего тока, сравнивают и переключат с одной ступени на другую в момент одновременного равенства нулю обеих производных, причем увеличение скорости подачи ведут до тех пор, пока либо не нарушится синхронность равенства нулю обеих производных, либо они одновременно не станут разными по знаку, и в обоих случаях уменьшают скорость подачи до наступления равенства нулю обеих производных, после чего вновь увеличивают скорость в описанной последовательности. дит к тому, что производные становятся разными по знаку. Дело в том, что производная
dD/dt при увеличении скорости подачи всегда остается одного знака, В то же время производная di/dt меняет знак при превышении скорости подачи максимальной скорости электрохимического растворения (интервал t — t4).
В этом случае уменьшают скорость подачи на две-три ступени. Затем вновь производят поиск максимальной скорости электрохимического растворения в описанной последовательности.
В процессе обработки межэлектродный зазор может неравномерно изменяться в различных точках обрабатываемой поверхности. Это приводит к тому, что в данных точках величина зазора может стать меньше минимально допустимой. Появляются условия развития короткого замыкания в зоне обработки. Критическое уменьшение зазора в локальных точках выявляют по изменению дисперсии высокочастотных сигналов, которая в этом случае начинает резко расти, и производная dD/dt перестает равняться нулю (интервал времени t6 — t7).
В то же время средняя величина зазора может оставаться неизменной, и увеличение плотности тока не происходит. Производная di/dt остается равной нулю. В результате синхронность равенства нулю обеих производных нарушается, Чтобы избежать короткого замыкания, скорость подачи в этом случае также уменьшают на две-три ступени (момент t7). И после того, как установится равновесное состояние, опредсляемое по одновременному равенству нулю обеих производных, скорость подачи снова увеличивают, продолжая поиск максимальной скорости электрохимического растворения.
Таким образом, регулирование межэлектродного зазора осуществляют по одновременному изменению величины и знака производных
dD/dt и di/dt. Если значение данных производных одновременно равны нулю, то это соответствует равновесному состоянию в зоне обработки, т.е. неизменному межэлектродному зазору.
В случае, когда dD/dt увеличивается, à di/dt стремится к нулю, имеет место локальное уменьшение межэлектродиого зазора. Когда же обе производные становятся разных знаков, то это значит, что скорость подачи превысила максимальную скорость электрохимического растворения.
В двух последних случаях для того, чтобы избежать короткого замыкания, скорость. подачи уменьшают на две-три ступени. С другой стороны, циклическое уменьшение скорости подачи на две-три ступени позволяет осуществить непрерывный контроль эа переменной величиной минимально допустимого межэлектродного зазора. Целесообразность уменьшения скорости подачи на две-три ступени объясняется тем, что
5 8 в этом случае гарантируется наступление равновесного состояния, в то время как уменьшение скорости на одну ступень этого гарантировать не может. Уменьшение скорости подачи на большее, чем три, количество ступеней нецелесообразно с точки зрения ухудшения точности и производительности обработки.
Циклическое уменьшение скорости подачи на две-три ступени соответствует ее снижению не более чем на 5% (достигается путем подбора величины приращения, на которое изменяется скорсоть подачи при переключении с одной ступени на другую) и вызывает колебание минимального межэлектродного зазора также не более 5%. Такое изменение зазора не оказывает существенного влияния на точность обработки, которая в данном случае стремится к своему максимальному значению.
Таким образом, регулирование межэлектродного зазора при ступенчатом поиске максимальной скорости подачи соответствующей максимальной скорости электрохимического растворения обеспечивает высокую точность поддержа1 ния минимального межэлектродного зазора и, кроме того, устраняет возможность появления коротких замыканий, Это, в свою очередь, обеспечивает высокопроизводительную обработку деталей практически любого профиля, независимо от их материала.
Измерение вероятностных характеристик высокочастотных сигналов также способствует увеличению точности подцержания минимального зазора и уСтранению возможности появления коротких замыканий, так как уменьшает влияние случайных факторов на величину амплитуды высокочастотных сигналов.
Формула изобретения
Способ регулирования межэлектродного зазора при электрохимической обработке токо74298 6 проводящих материалов с использованием в качестве управляющего сигнала вероятностную характеристику высокочастотных сигналов, предшествующих электрическому пробою межэлектродного зазора в момент сближения электродов, о т л. и ч а ю шийся тем, что, с целью .повышения топгости поддержания минимального межэлектродного зазора и устранение возможности появления коротких замыканий посредством. поддержания скоростей подачи и электрохимического растворения, в.процессе обработки ступенчато увеличивают скорость подачи и на каждой ступени измеряют производные по времени оТ вероятностной характеристикивысокочастотных сигналов и плотности рабочего тока, сравнивают их и переключают с одной ступени на другую в момент одновременного равенства нулю обеих производных, причем увеличение скорости подачи ведут до тех пор, пока либо не нарушится синхронность достижения нулевых значений обеими производными, либо они одновременно не станут разными по знаку, н в обоих случаях уменьшают скорость подачи до наступления момента достижения обеими производными нулевых значений, после чего вновь производят увеличение скорости подачи в вышеописанной последовательности.
Источники информации, 30 принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР 11 271988, кл. В 23 P 1/14, 25.02.68.
2, Новое в электрохимической размерной обработке металлов. Материалы И! Всесоюзной конференции по электрохимической размерной обработке металлов. Кишинев, 1972, с. 58 — 60 (прототип) .
874298
Составитель В. Лукьянов
Редактор С. Родикова Техред А.Бабинец Корректор У. По номаренко
Заказ 9138/20 Тираж 1151
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5
Подписное
di
dt д
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
