СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШАБЛОНА ИЗ ЭЛАСТИЧНОГО ГИБКОГО ЛИСТОВОГО ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ РАЗМЕРНОЙ ОБРАБОТКИ Российский патент 2015 года по МПК B23H3/00 

Способ относится к области машиностроения и может быть использован при электрохимической размерной обработке получения углублений, формирующих турбулизаторы в узких пазах, например в охлаждающих системах тепловых двигателей.

Известен способ [1], с. 7, по которому в качестве материала для трафаретов, служащих шаблоном для маркирования используется специальная бумага, обладающая гибкостью и имеющая окна для локализации процесса анодного растворения и получения углублений. Недостатком способа является невозможность создания равномерного межэлектродного зазора в пазах, корректировки положения окон при изгибе трафарета по форме места обработки заготовки из-за изменения положения окон в процессе изгиба.

Известен способ [2] электрохимической размерной обработки, по которому на трафарет наносят слой эластичного материала, повторяющего контур трафарета, который выдавливают в сторону окон, ограничивающих зону обработки.

К недостаткам способа относится невозможность сохранения формы и положения окон в эластичном слое трафарета в случае его изгиба и утрата точности обработки.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому способу является способ [2].

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является получение точных углублений с заданной геометрией и положением в пазах детали при электрохимической размерной обработке.

Данный технический результат достигается тем, что шаблон изготавливают из эластичного гибкого листового диэлектрического материала для электрохимической размерной обработки и предназначен для установки на электрод при получении углублений в узких пазах детали. Способ включает изготовление макета шаблона из эластичного гибкого листового диэлектрического материала с толщиной листа, равной полуразности между шириной паза в детали и шириной электрода в пазе. При этом в макете шаблона выполняют сквозные окна для получения углублений в пазах детали с заданными размерами и положением. Затем макет шаблона нагружают в поперечном направлении возрастающими растягивающими силами при одновременном измерении толщины материала макета шаблона и продолжают нагружать до снижения толщины макета шаблона на величину заданного межэлектродного зазора. После чего фиксируют величину растягивающей силы, замеряют при этой силе размеры и положение сквозных окон в макете шаблона и измеряют изменение размеров окон и величину их смещения относительно заданных величин. Затем с учетом измерений из того же материала изготавливают шаблон, сквозные окна в котором выполняют уменьшенными в поперечном и увеличенными в продольном сечении по сравнению с макетом шаблона. Положение сквозных окон в шаблоне смещают на величину изменения размеров материала макета шаблона при растяжении на участке между соседними окнами.

Способ поясняется фигурами 1 и 2.

На фиг. 1 показан макет шаблона из гибкого эластичного диэлектрического материала.

На фиг. 2 приведена схема установки шаблона по месту электрохимической размерной обработки с межэлектродным зазором между электродом и деталью и с окнами в местах получения углублений в пазах детали.

В макете шаблона 1 (фиг. 1), выполненного из листового гибкого диэлектрического материала толщиной 2, вырезают сквозные окна 3 в местах осуществления анодного процесса электрической размерной обработки углублений на детали.

Макет шаблона 1 в поперечном направлении нагружают растягивающей силой 4, вызывающей удлинение 5 макета шаблона 1 в поперечном направлении и сужение участка макета шаблона 1 в перпендикулярном продольном направлении. При этом размеры сквозных окон 3 изменяются как в продольном 6, так и в поперечном 7 направлении. Изменяется длина участков между соседними окнами в продольном 8 и поперечном 9 направлениях.

Под действием растягивающей силы 4 толщина 2 макета шаблона 1 снижается до величины 10 (фиг. 2). Фиксируют величину растягивающей силы 4 и, не снимая действия силы 4, измеряют удлинение 5 макета шаблона 1 и полученные в макете шаблона 1 размеры сквозных окон 3 в продольном 6 и поперечном 7 направлениях, смещение положения окон 3 в продольном 8 и поперечном 9 направлениях. По результатам измерений из того же материала, как у макета шаблона 1, изготавливают шаблон 11 с окнами 12, изготовленными с учетом изменения размеров 6; 7 сквозных окон 3 в макете шаблона 1 и положения окон 8; 9 (фиг. 1) в макете шаблоне 1 при действии силы 4. При этом расстояние между окнами 12 (фиг. 2) в продольном направлении 8 (фиг. 1) может уменьшаться в пределах упругости материала макета шаблона 11. Устанавливают шаблон 11 на электрод 13 и вместе с электродом 13 помещают в паз 14 детали 15.

Прикладывают к концам шаблона 11 силу 4, установленную для макета 1. Формируется межэлектродный зазор 16, величина которого является разницей между размерами 17 паза 14 в детали 15 и размерами 18 электрода 13 (задана чертежом детали) и толщиной 10 шаблона 11. После действия растягивающей силы 4 на шаблон 11 окна 12 занимают на шаблоне 11 положение, необходимое для получения (по требованиям чертежа детали) положения с размерами 19; 20 в поперечном направлении и с требуемыми размерами в продольном направлении (на фиг. 2 не показано).

В положении, приведенном на фиг. 2, проводят электрохимическую размерную обработку по схеме с неподвижными (относительно паза 14 детали 15) электродами 13, для чего через межэлектродный зазор 16 прокачивают электролит, а на электрод 13 и деталь 15 подают постоянный низковольтный ток (деталь-анод) и выполняют обработку углублений 21 на боковой и донной поверхности паза 14, например, по времени обработки. Режимы электрохимической размерной обработки могут быть приняты, например, по [2].

Пример осуществления способа.

Необходимо на донной части и боковых участках пазов для охлаждения камеры сгорания ракетного двигателя получить турбулизаторы потока охлаждающей криогенной газожидкостной среды.

Размеры пазов: ширина=1,5 мм, глубина=4,8 мм, материал камеры сгорания - бронза.

Размеры углублений, формирующих турбулизаторы: длина 2,2±0,5 мм, ширина 1,2±0,1 мм, глубина 0,3^+0,05 мм.

Шаг между углублениями в продольном направлении 3±0,2 мм. Расстояние между углублениями в поперечном направлении 1,2±0,3 мм.

Шаблон и макет шаблона изготовлены из лавсановой пленки с толщиной 0,3 мм. Межэлектродный зазор 0,15±0,02 мм. При приложении на макет шаблона растягивающей силы 600 Н его длина в поперечном направлении увеличилась на 18%, а размеры окон и их положение сместилось на 0,8 мм в поперечном направлении и 0,5 мм в продольном. С учетом этого изготовлен шаблон.

Шаблон установлен на электроде с шириной 0,9 мм и помещен в паз детали. К концам шаблона приложена растягивающая сила 600 Н, после чего образовался межэлектродный зазор 0,1±0,01 мм. Режим электрохимической размерной обработки: электролит - 15% водный раствор Na₂NO₃, давление на входе - 0,3 мПа, напряжение тока 12 В. Время обработки - 2,8 мин.

Результаты обработки: размеры углублений и их положение в пазах соответствуют требованиям чертежа.

Источники

1. Смоленцев В.П. Электрохимическое маркирование деталей / В.П. Смоленцев, Г.П. Смоленцев, З.Б. Садыков. М.: Машиностроение, 1983, 72 с.

2. Авторское свидетельство 1839126 (СССР). Способ электрохимической обработки / З.Б. Садыков, В.П. Смоленцев, Р.А. Алфимов. БИ, 1993, №48-47.

Изобретение относится к электрохимической размерной обработке и может быть использовано при получении углублений, формирующих турбулизаторы в узких пазах, например в охлаждающих системах тепловых двигателей. Изготавливают макет шаблона из эластичного гибкого листового диэлектрического материала с толщиной листа, равной полуразности между шириной паза в детали и шириной электрода в пазе. В макете шаблона выполняют сквозные окна для получения углублений в пазах детали с заданными размерами и положением. Затем макет шаблона нагружают в поперечном направлении возрастающими растягивающими силами при одновременном измерении толщины материала макета шаблона до снижения толщины макета шаблона на величину заданного межэлектродного зазора. Далее фиксируют величину растягивающей силы, замеряют при этой силе размеры и положение сквозных окон в макете шаблона и измеряют изменение размеров окон и величину их смещения относительно заданных величин. С учетом измерений из того же материала изготавливают шаблон для электрохимической размерной обработки, предназначенный для установки на электрод при получении углублений в узких пазах детали и обеспечивающий получение точных углублений с заданной геометрией и положением в пазах детали. 2 ил., 1 пр.

Способ изготовления шаблона из эластичного гибкого листового диэлектрического материала для электрохимической размерной обработки, предназначенного для установки на электрод при получении углублений в узких пазах детали, включающий изготовление макета шаблона из эластичного гибкого листового диэлектрического материала с толщиной листа, равной полуразности между шириной паза в детали и шириной электрода в пазе, при этом в макете шаблона выполняют сквозные окна для получения углублений в пазах детали с заданными размерами и положением, затем макет шаблона нагружают в поперечном направлении возрастающими растягивающими силами при одновременном измерении толщины материала макета шаблона и продолжают нагружать до снижения толщины макета шаблона на величину заданного межэлектродного зазора, после чего фиксируют величину растягивающей силы, замеряют при этой силе размеры и положение сквозных окон в макете шаблона и измеряют изменение размеров окон и величину их смещения относительно заданных величин, затем с учетом измерений из того же материала изготавливают шаблон, сквозные окна в котором выполняют уменьшенными в поперечном и увеличенными в продольном сечении по сравнению с макетом шаблона, причем положение сквозных окон в шаблоне смещают на величину изменения размеров материала макета шаблона при растяжении на участке между соседними окнами.