Способ размерной электрохимической обработки Советский патент 1989 года по МПК B23H3/04 

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки, в частности к электрохимической размерной обработке сложнофасонных поверхностей деталей.

Целью изобретения является повышение точности обработки.

На фиг. 1 изображена схема устройства для реализации способа электрохимической обработки; на фиг. 2 - дополнительный электрод с каналами} на фиг. 3 - схема вытеснения электролита из межэлектродного пространства.

В камере 1 устанавливают деталь 2. Электрод-инструмент 3, состоящий из катода 4 и дополнительного электрода 5 с каналами для выхода электролита, имеет возможность перемещения в вертикальной плоскости по направляющим камеры, которому сообщают постоянную подачу Sh к детали с наложением колебательного движения с частотой f, причем колебания производят до контакта дополнительного электрода с деталью в каждом периоде. Дополнительный электрод может быть выполнен в виде диска, в котором имеются каналы, расположенные на расстоянии RJ от центра. Расстояние между каналами 21. Середина части кольца находится от центра дополнительного электрода на расстоянии г; .

Ј

оо

Јь СЛ О СП

Способ осуществляется следующим образом.

При наложении тока на катодной стороне кольцевого участка дополнительного электрода 6 образуется газовый слой 7. По мере пропускания тока выделение водорода продолжается с объемной скоростью W, При этом давление внутри газового слоя возрасга- ет и он расширяется в направлении к аноду со скоростью М/Р,где F - проекция площади кольца на обрабатываемую поверхность. Скорость движения границы газового слоя при подводе электрода-инструмента к детали определяется выражением

Vr Vc + W/F,

(1)

где Vc - скорость движения электрода-инструмента при подводе к детади, а при разведении электродов

электролита в прианодной области. Этим предотвращается перенос продуктов электролиза и повышение их концентрации в направлении движения электролита, что способствует равно- мерному распределению плотности тока по обрабатываемой поверхности, а значит и повышению точности обработки.

Ввиду того, что объемная скорость выделения водорода зависит от величины тока

V К КТ1, м /с.

Н2

(5)

где К ц - объемный электрохимический

эквивалент водорода Кт - температурный коэффициент, учитывающий увеличение объема водорода за счет нагрева,

то при нагнетании электролита под давлением Р скорость объемного газовыделения равна

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки ,в частности, к способам размерной электрохимической обработки сложнофасонных поверхностей. Целью изобретения является повышение точности обработки. Достижение поставленной цели обеспечивается установкой дополнительного электрода с каналами для подвода электролита и заданием электроду-инструменту или детали колебательного движения до контакта друг с другом в каждом цикле со скоростью их сближения, определяемой по формуле δ_I≤A^.H:L-K_н2^.К_т^.I^.P_н.у:P, где A - скорость звука в среде между анодом и дополнительным электродом: H - тянущий зазор между анодом и дополнительным электродом: L - половина расстояния между каналами в дополнительном электроде: P_н.у. - давление при нормальных условиях: P - давление электролита на входе в зазор: K_н2 - объемный электрохимический эквивалент водорода: K_т - температурный коэффициент, учитывающий увеличение объема водорода за счет нагрева: J -плотность тока. 3 ил.

Vr V - W/F,

(2)

где Vp - скорость разведения электродов .

Перемещение границы газового слоя вызывает движение электролита. Через кольцевые сечения радиусом г + 1 и г - 1 в единицу времени вытесняется объем электролита, равный произведению площади кольца на скорость перемещения границы газового слоя

vc

(г + if - (г - I)1 - (r - l)h ч- V9,

откуда

V, Vrl/h,

(3)

где V9 - скорость движения электро- 5

лита;

h - величина зазора между деталью и дополнительным электродом.

Из формулы (2) видно, что скорость 50 Vr равна нулю при равенстве скоростей разведения электродов и расширения

газового слоя

Vp W/F,

(4)

тогда обеспечивается неподвижность границы газового слоя и неподвижность

W

ШЦ2.КтРН.Х

/Р,

(6)

где Р HI(J - давление при нормальных

условиях.

Подставляя выражение (6) и (4), получаем скорость разведения электродов

V

р lKHi ктр и х /Р

(7)

где i - плотность тока.

За время t межэлектродный зазор меняется на величину Upt. Плотность тока при h 0 в момент t 0 равна

40

i иАДэе/(ир-t),

(8)

где U

АД.

- напряжение между анодом и дополнительным электродом, $Ј - электропроводность

электролита.

Подставляя выражение (8) в (7), получаем

„-J -Ш к

Н4 Кт

(9)

Р V J:. н4 Р Согласно формулы (3) скорость движения электролита относительно анода стремится к бесконечности при h- 0. Скорость электролита в этом случае не может превышать местной скоростл звука а в электролите. Подставляем выражение (1) в (3), получаем

V3 (Vc + W/F)l/h Ј a,

14845056

обеспечивает повышение точности электрохимической обработки.

откуда скорость движения электрода- инструмента при подводе к обрабатыва- 5 Формула изобретения емой детали выражается неравенством:

Способ размерной электрохимической

(10) обработки, включающий прокачку электролита, подачу инструмента с допол10 нительным электродом со скоростью анодного растворения детали при постоянном напряжении, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности обработки, электроду15 инструменту или детали задают, колеба-

Vc ah/1 - 1КМаКтРн.ч /Р.

Установка дополнительного электрода с каналами приводит к образованию двух межэлектродных зазоров, один из которых изменяется от нуля до величины амплитуды колебаний, а другой независимо от условий обработки, остается всегда постоянным. Наличие двух зазоров исключает возникновение коротких замыканий между анодом и катодом. Колеблющийся электрод выполняет роль дополнительного насоса, то выталкивая электролит из зазора, то всасывая в него электролит. Во время сближения электродов давление в межэлектродном зазоре увеличивается, что приводит к уменьшению объемного газосодержания йри одновременном уменьшении зазора до нуля . Колебания улучшают эвакуацию продуктов электролиза из зазора за счет периодического изменения давления в нем. Улучшение эвакуации продуктов электролиза позволяет вести устойчивый процесс обработки при давлении электролита 0,1-0,4 МПа.

Поскольку в каждый период колебания известно положение обрабатываемой поверхности, вследствие контакта электродов в каждом цикле, то это упрощает систему регулирования скорости подачи электрода и стабилизацию процесса, что в совокупности

20

тельное движение до касания друг с другом, причем скорость сближения Vc их в каждом периоде колебаний определяют по формуле

V, .

где а

25

30

h1 «Ч

Р35

40

скорость звука в рабочей среде между анодом и дополнительным электродом текущий зазор между анодом и дополнительным электродом; половина расстояния между каналами в дополнительном электроде;

-давление при нормальных условиях ;

-давление электролита на входе в зазор;

-объемный электрохимический эквивалент водорода;

-температурный коэффициент, учитывающий увеличение объема водорода за счет нагрева,

- плотность тока.

тельное движение до касания друг с другом, причем скорость сближения Vc их в каждом периоде колебаний определяют по формуле

V, .

где а

5

0

h1 «Ч

Р5

0

скорость звука в рабочей среде между анодом и дополнительным электродом текущий зазор между анодом и дополнительным электродом; половина расстояния между каналами в дополнительном электроде;

-давление при нормальных условиях ;

-давление электролита на входе в зазор;

-объемный электрохимический эквивалент водорода;

-температурный коэффициент, учитывающий увеличение объема водорода за счет нагрева,

- плотность тока.

at

Фиг. 2

Фиг.1

ир

7 //////777/(

Щ1&&Ш&®§Ш&

Чд2ое.ооЬЗ|ООегЬ41 Л}о2

Г

Т из

Физ.д