Способ регулирования межэлектродного зазора при электрохимической обработке

 

Союз Советскив

Соцмалнстнческмк

Респубпнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 891309 (6! ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 18.04.78(21) 260551 9/25-08 с прнсоеднненнем заявки № (23 ) Приоритет

Опубликовано 23.12.81. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 25.12.81 (ы)М. Кл.

В 23 P 1/14

1Ъоударетввнный комнтет

СССР

IIo делам нзобретеннй н отвритнй (53) УДК 621,9. .047 (088.8) 1

С. В. Безруков, В. Б. Рабинович, A. П. Сем ко и Н. 3. Гимаев

t (72) Авторы изобретения (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ МЕЖЭЛЕКТРОДНОГО

ЗАЗОРА ПРИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ

Изобретение относится к электрохимической обработке, в частности к способам регулирования межэлектродного зазора, и может быть использовано для оснащения (или модернизации) станков электрохимической размерной обработки, использующих колебания электрода-инструмента (или детали), синхронизированные с импульсами технологического тока и не прерывающих импульс технологического тока в момент максимального сбли- тО жения электродов.

Известен способ регулирования межэлектродного зазора при электрохимической обработке, согласно которому для системы автоматического слежения за минимальным зазором используют такой сигнал (в качестве сигнала для регулирования), который позволяет контролировать не только зазор, но и электрическую прочность межэлектродного промежутка, т.е. позволяет кроме поддержания зазора предотвращать электрический пробой межэлектродного промежутка (1 ) .

Однако параметр, выбранный в качестве сигнала для регулирования, не обладает достаточно высокой чувствительностью.

Так, отношение приращения параметра амплитуды высокочастотного сигнала ЬД, к приращению зазора ЬК составляет ьИ Ф-15) в

Кроме того, если процесс электрохимической обработки ведется при питании от источника, работающего в режиме источника тока (или с большим индуктивным сопротивлением), чувствительность упадет практически до нуля. А способ электрохимической обработки с включением источника, работающего в режиме источника тока, является весьма перспективным

Современный арсенал средств механики и автоматики позволяет создать весьма точно работающую следящую систему, но тем не менее при электрохимической обработке точность невелика, т.е. находится в пределах о,3, — 0,3 мм: Это происходит потому, что параметры, выбранные в качесчеО1аОе

3S ве сигнала для регулирования, поступающие на следящую систему, недостаточно чувствительны к отклонениям межэлектродного зазора от номинального (оптимального значения).

1Яель изобретения — повышение точнос» ти и стабильности процесса.

Llem, достигается тем, что согласно способу регулирования межэлектродного зазора при электрохимической обработке в проточном электролите в условиях периодических с постоянными параметрами колебаний электрода-инструмента (или детали), синхронизированных с импульсами технологического тока, использующем систему автоматического слежения за минимвльным зазором, в качестве сигнала для регулирования используют максимальное значение второй производной электрического сопротивления межэлектродного про- 26 межуткв в фазе разведения электродов, в окрестности максимального сближения электродов.

Если же технологический ток подается от источника, работающего в режиме ис- 23 точника тока, в качестве сигнала для регулирования используют максимальное значение второй производной электрического напряжения межэлектродного промежутка в той же окрестности и фазе. При 30 этом отношение приращения сигнаца, выбранного для регулирования к приращению межэлектродного зазора (чувствительность) достигает 100 В/мм.

Использование указанного параметра в качестве сигнала для регулирования позволяет свести к минимуму межэлектродный зазор, не допуская его уменьшения до величины угрожающей электрическим пробоем. Это объясняется тем, что указанный сигнал косвенно отражает концентрацию газа, растворенного, в электролите в момент максимального сближения электродов. Электрическое сопротивление электролита в первом приближении пропорционально концентрации пузырькового газа в нем, а электропрочность межэлек тродного промежутка прямо пропорцио нальна электропроводности. Таким образом, стабилизируя концентрацию газа в электролите, тем самым стабилизируют электропрочность межэлектродного промежутка.

После максимального сближения электродов начинается фаза разведения электродов. Г!рн этом давление электролита в межэлектродном промежутке падает и, когда оно уменьшается до критической

4 величины, начинается бурный рост сжаты до этого давлением пузырьков газообразных продуктов процесса электрохимической обработки. Это приводит к росту электрического сопротивления электролите в межэлектродном промежутке. Одновременно, по мере увеличения межэлектродного зазора, усиливается промывка меж« электродного промежутка свежйм электролитом, что приводит со временем к уменьшению электрического сопротивления электролита межэлектродного промеъутка.

Таким образом, нв интервале фазы разведения электродов в окрестности максимального сближения электродов, имеет место сначала возрастание, а потомубыввние электрического сопротивления электролита в межэлектродном промежутке, т.е. имеется местный экстремум (максимум) на синусоидвльнообрвэной полуволне изменения электрического сопротивления электролита межэлектродного зазора (фиг, 1 6).

При колебаниях одного из электродов с постоянными параметрами и подачей синхронизированных с ними импульсов технологического тока при постоянном за цикл расходе прокачиввемого через зазор электролита, величина указанного макси« мума зависит практически только от величины межэлектродного зазора. Но использовать этот параметр в качестве параметра для регулирования нерационально из-эа невысокой чувствительности к изменению межэлектродного зазора. Это происходит из-эа того, что рост укаэанного максимума сопротивления прерывается усиливающейся по мере разведения электродов промывкой зазора свежим электролитом.

Наибольшей чувствительностью к изменению зазора обладает величина максимума второй производной электрическо.

ro сопротивпения в окрестности момента начала разведения электродов.

Если же дпя получения технологического тока используется источник, работающий в режиме источника импульсов тока, в качестве параметра для регулирования можно использовать не электрическое сопротивление зазора, а напряжение, так как ток в каждой фазе цикла является практически постоянной величиной от цикла к циклу. При этом величина напряжения получается равной сопротивлению с точностью до постоянного множители, если взять отдельную фвэу в какой-либо момент цикла, т.е. стабилизируя вторую

S0

5 8, производную напряжения в какой-либо точке, стабилизируют вторую производную сопротивления в этой же точке.

На фиг. 1 изображены в одно..: масштабе времени графики изменения величины межэлектродного зазора (Q ), изменения величины электрического,сопротив- ления межэлектродного зазора (Д ); изменения первой производной сопротивления зазора () и изменения второй производной электрического сопротивления .(2 ); на фиг. 2 — блок-схема дпя осуществления предлагаемого способа; на фиг. 3 — то же, в случае использования технологического тока от источника тока.

Для регулирования межэлектродного зазора величину электрического напряжения зазора делят на величину технологического тока при помощи делительного устройства 1 (фиг. 2). Полученную таким образом величину электрического сопротивления )", э зазора дифференцируют при помощи дифференцируюшего устройства 2. Полученную в виде электрического сигнала величину производной электрического сопротивления зазора

Й . ЗЬше раз дифференцируют при помощи второго дифференцируюшего устройства 3.

Затем полученную величину второй производной электрического сопротивления

Д2, э также в виде электрического сигСИ2нала, сравнивают с эталонным напряжением () при помощи сравнивающего устройства 4, и сигнал, пропорциональный рассогласованию h(3<, подан на стробирую.щее устройство 5, которое пропускает его на свой выход только. тогда, когда электроды находятся в окрестности максимального сближения. Причем эта окрестность выбирается достаточно большой, такой, чтоб в ее пределы всегда цопадала вершина местпого экстремума (максимума) электрического сопротивлении межэлектродного промежутка и в то же время не настолько большой, что в нее попадали всплески второй производной, обусловленные началом и концом импульса технологического тока.

Выделенный полезный сигнал h,0 используют для воздействия на устройство управления скоростью подачи электродаинструмента (детали) 6, при помощи которого изменяют скорость подачи до исчезновения рассогласования. Стробируюший импульс получают расширяя импульс, соответствующий моменту максимального сближения электродов, который получают

>о

2S

3О

40 известным способом, например при помощи бесконтактного индуктивного датчика.

Если же для получения импульсов технологического тока используется источник, работающий в режиме источника тока, можно исключить операцию деления напряжения на ток; так как для контролируемой определенной фазы цикла мгновенное значение тока будет постоянно, а значит для этой фазы мгновенное значение напряжения зазора будет пропорционально (равно с точностью до постоянного множителя) величине сопротивления межэлектродного промежутка. При этом напряжение зазора не делят на ток, а сразу диференцируют при помощи устройства 1, затем при помощи устройства 2 дифференцируют еще раз и сравнивают с эталонным напряжением при помощи устройства 3 (фиг. 3). Затем сигнал рассогласования стробируют при помощи устройства 4 аналогично описанному и подают на устройство управления подачей электрода-инструмента 5.

Величина эталонного напряжения для сравнения 0эт „, выбирается с некоторым запасом по сравнению со значением соответствующим началу электрического пробоя. Запас выбирается из условий конкрет» ных для данного станка инерционности привода подачи электрода-инструмента (детали)..

Пример . Электролит 10%-ный раствор, йдйО,амплитуда колебаний электрода-инструмента 0,18 мм; частота колебаний 50 Гц; амплитуда импульсов технологического тока на разных деталях от

3-5 до 300 А; давление электролита

0,5-6 кг/см (ля разных электродов-инструментов ) .

Отношение приращения экстремального значения параметра выбранного для регулирования к изменению межэлектродного зазора составило 100-150В)см в зависимости от настройки межэлектродп зазора.

Формула изобретения

Способ регулирования межэлектродноFo зазора при электрохимической обработке в проточном электролите в условиях периодических колебаний электрода-инструмента (или детали), синхронизированных с импульсом технологического тока, по значениям электрических параметров, вызванным кавитацией электролита при КО» лебании электродов, о т л н ч а ю ш и Яс я тем, что, с целью повышения точности и стабильности процесса, в качестве сигнала для регулирования используют

891309 значение второй производной электрического сопротивления межэлектродного промежутка при отводе электрода-инструмента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 271988, кл. В 23 Р 1/14, 1968.

891309

Составитель В. Шадрина

Редактор А. Шандор Техред А. Бабииед Корректор М.,Немчик .

Заказ 11093/16 Тираж 1151 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Укгород, ул. Проектная, 4