Способ анодно-ультразвукового удаления заусенцев и установка для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК B23H7/38 

Изобретение относится к области электрофизических и электрохимически методов обработки, а именно к анодной обработке мелких металлоизделий насыпью с перемешиваршем при воздействии ультразвуковых колебаний, и может быть использовано для удаления заусенцев и изделий из меди и ее сплавов, стали и других металлов.

Целью изобретения является повышение производительности удаления заусенцов мелких металлоизделий при обработке их насыпью с перемешиванием за счет повышения надежности управления анодно-ультразвуковым воздействием.

.На чертеже представлено устройств для удаления заусенцов, общий вид.

Анодную обработку ведут в режиме пассивации с перемещением и многократным наложением ультразвуковых колебаний, при этом включение ультразвуковых колебаний происходит каждый

раз после протекания количества

I ,

электричества, определяемого по формуле

«-ify(1)

Процессы пассивации и анодно- ультразвуковой активации поверхнос металлоизделий, при смене которых 25 возникают эффекты преимущественног удаления заусенцов, определяются количеством пропущенного электриче ва. Этот показатель в условиях пер мешивания металлоизделий не зависи

где d(3,7+4,5) -10 см - толщина слоя зо от скачков тока, возникающих при

растворяемого металла, достаточнаяобработке. На основании измерений

и предельно допустимая для пассивации

поверхности металлоизделий из меди,

железа и сплавов;

S - суммарная обрабатываемая поверхность металлоизделий, см плотность материала металло35

f

Kj

изделий, электрохимический эквивалент.

.количества электричества и массовы изменений электродов из стали, мед и ее сплавов установлено, что толщина слоя металла, переходящего пр анодном растворении в шлам и тем сакым обеспечивающего пассивацию электродов, приближается к некотор константе, Толшина слоя металла оп делялась косвенным методом на осно нии закона Фарадея, Соотношение то щин металла, удаляемого при анодно ультразвуковой активации и пассива ции, определяется коэффициентом и эквивалентно соотношению затраченного на это количества электричест На основании данных измерений пред жены эмпирические формулы для расч та количества электричества, позво

г/А с;

Ц, - выход по току,

Анодно-ультразвуковую обработку ведут каждый раз до протекания количества электричества

,(2)

где ,7-t-l,0 - эмпирический коэф(}и- циент, соответствующий оптимальным условиям анодно-ультразвуковой ак-

0

0

делш, систему циркуляции электролита и источник постоянного тока, подключенный к электрохимической ванне последовательно с преобразователем ток - напряжение, устройство раздельного измерения количества электричества, состоящее из двух одинаковых измерительных каналов, подключенных к выходу преобразователя ток - напряжение. Каждый из каналов состоит из последовательно соединенных ключа, интегратора и компаратора. Выходы компараторов каждого канала соответственно присоединены к входам RS- триггера. Инверсный выход триггера подключен к управляющему входу ключа в первом канале измерения,а прямой - к управляющим входам ключа во втором канале измерения и ультразвукового генератора.

Процессы пассивации и анодно- ультразвуковой активации поверхности металлоизделий, при смене которых 5 возникают эффекты преимущественного удаления заусенцов, определяются количеством пропущенного электричества. Этот показатель в условиях перемешивания металлоизделий не зависит

5

5

0

5

.количества электричества и массовых изменений электродов из стали, меди и ее сплавов установлено, что толщина слоя металла, переходящего при анодном растворении в шлам и тем сакым обеспечивающего пассивацию электродов, приближается к некоторой константе, Толшина слоя металла определялась косвенным методом на основании закона Фарадея, Соотношение толщин металла, удаляемого при анодно- ультразвуковой активации и пассивации, определяется коэффициентом и эквивалентно соотношению затраченного на это количества электричества. На основании данных измерений предложены эмпирические формулы для расчета количества электричества, позво

Изобретение относится к машиностроению ,в частности, к электрофизическим и электрохимическим методам обработки. Цель изобретения - повышение производительности удаления заусенцев и мелких металлоизделий за счет повышения надежности управления анодно-ультразвуковым воздействием. Анодную обработку ведут в режиме пассивации с перемешиванием и многократным наложением ультразвуковых колебаний при протекании определенного количества электричества. Металлоизделия помещают в перфорированную кассету 3 с анодными токоподводами, которую устанавливают в электрохимическую ванну 1 в зону действия ультразвукового излучателя 2. Затем ведут анодную обработку с многократным наложением ультразвуковых колебаний в функции количества электричества, затрачиваемого на пассивацию и анодно-ультразвуковую активацию процесса. Для управления процессом в установку введено устройство раздельного измерения количества электричества, включающее два одинаковых измерительных канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных ключей 9,10, интеграторов 11,12, компараторов 13,14, выходящих на RS-триггер 15, который управляет работой ультразвукового генератора 6. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

бирательности удаления заусенцов,

Спсч;об реализуется на установке, содержащей электрохимическую ванну, содержащую ультразвуковой преобразотивации по критерию максимальной из- gQ ляющие управлять процессом анодноультразвукового удаления заусенцов. Исследования процесса удаления заусенцев позволили оптимизировать пределы изменения величины d и ксэффициватель, подключенный к ультраэвуково- g- ента К: (,7-10 см взято как знат

му генератору, перфорированную кассе- чение, определяющее предельно малое

ту с oбpaбaтывae ыми меиаллоизделияи«, снабженную анодными токоподвода м, систему пернмешивания металлоизколичество электричества, необходимое для пассивации процесса, и обеспечивающее получение избирательности

количество электричества, необходимое для пассивации процесса, и обеспечивающее получение избирательности

удалении заусен: ов и оптимальном диапазоне; ,3-lJ - см взято как значение, определяющее предельно большое количество электричества, Hto6- ходимое для пассивации процесса и обеспечивающее получение избирательности удаления заусеШ1ОБ в оптимальном диапазоне; ,7 - взято как значение, определя1адее предельно малое количество электричества, необходимо для активации процесса и обеспечивающее получение избирательности удаления заусенцев в оптимальном диапазоне; К I ВЗЯ1О как значение, определяющее продел ь)о большое количество электричества, необходимое для активации процесса и обеспечивающее получение избирательности удаления заусенцев в 011гимальном ди,- пазоне,

При изменении d(3,7-4,jj ) см и соотиощении ,7-1,0, изменение процесса удгьтения заусенцев по иэ- биротельности, определяемой по удельному сопутствующему съему металла, не-.значительно. При отклонении от .указанных пределов избирательность процесса снижается, Указанные пределы соответствуют общему диапазону колебаний толщины металла, переходящего в шлам при пассивации и активации для исследования металлов.

Установка, реализующая способ, содержит устройство доя разделькьго измерения и сравнения с заданным и 1количества электричества, затрачен- ного на пассивацию и активацию деталей, с помощью которого осуществляется управление ультразвуковым воздействием на анодный процесс.

Применение интегратора и компаратора в каждом канале измерения поз Воляет измерить и сравнить с расчет- но-заданным количество электричества, необходимое для солевой пассивации и анодно-ультразвуковой активации, процесса. Это дает возможность обрабатывать мелкие детали насыпью.

Для управления процессом по рас- ierHO-заданному количеству электри- (ества путем чередования анодной и анодно-ультразвуковой обработки, использован RS-триггер. Такая схема позволяет исключить влияние скачков тока и напряжения в межэлектродном зазоре.

Установка, реализукщая способ, -содержит электрохимическую ванну 1, включающую ультразвуковой преобразо0

5

0

5

0

5

0

5

5

нагель 2, перфсн ированную электричьч- кую кпссету 3 с обрабл ibiHiiuM iMn ML-- га. 1Л()и:зде,пиям1, снабженную aHojuRiiMit гокоподродаьпт, систему 4 перемешивания оГфаб.П ываемых металлоизделий, систему 5 циркуляции электролита. Преобразователь 2 подключен к ультразвуковому генератору 6, Ванна 1 подключена к исгочнику 7 постоянного тока последовател.но с 1греобразователем 8 ток - напряжение, к выходу параллельно подключено два OAf HaKOBbix измерительных канала для раздельного измерения количества электричества, состоящих из последовагельно соединенных ключей 9 и 10, интеграторов 11 и 12 и компараторов 13 и 14, при этом выходы компараторов 13 и 14. дого канала соответственно присое;у|- нены к входам RS-триггера 15, инверсный выход которого подключен к управляющему входу ключа 9 в первом канале измерения; а прямой - к управляющим входам ключа 10 во втором канале измерения и генератора 6.

Интеграторы тока построены на базе операционных усилителей в интегральном исполнении. В качестве преобразователя ток - напряжение применяется прецизионный шунт измерительного прибора, сопротивлением 0,2 Ом с подключенным параллельно его зажимам усилителем постоянного тока.

Способ осуществляется следуюшим образом.

В зависимости от материала металлоизделий, их количества и площади обрабатываемой поверхности рассчитывается количество электричества О , и Q по формулам ( 1) и ( 2).

Выбирается электролит и режим 1 анодной обработ.ки, обеспечивающие солевую пассивацию обрабатываемых ме- т алл ои 3 дел ий,

На компараторах 13 и 14 задаются уставки срабатывания в соответствии с расчетными значениями количества электричества. Обрабатываекые металлоизделия помещают насыпью в перфорированную диэлектрическую кассету 3, снабженную анодными токоподво- дами. Кассету располагают в электрохимической ванне I, чтобы она находилась в зоне действия ультразвукового преобразователя 2. Ванну 1 заполняют электролитом через систему 5 циркуляции. Включают систему 4 переориентации обрабатывае ых металло

изделий и источник 7 постоянного тока, IIpoHcxo; LHT анодная обработка металлонэделин, при этом сигнал в виде пульсируюцего напряжения, пропорционального Величине тока в межэлектродном заюре, поступает с выхода преобразователя 8 .ток - напряжение через замкнутый ключ 9 на вход интегратора 11, где производится

его интегрирование, пропорционально количеству электричества, достаточного для образования пассирующей пленки.

При достижении выходным напряжением интегратора 11 величины напряжения установки компаратора 13 последний срабатывает и сигналом, появляющимся на его выходе, переворачивает RS-триггер 15, Сигнал с инверсного выхода триггера 15, поступая на управляющий вход ключа 9, отключает его от выхода преобразователя 8 ток - напряжение, и подключает к земляной шине и, разряжая ,емкость ин тегратора 1I, приводит его в исходно состояние,

Сигнал, появившийся при переворот RS-триггера 15 на его прямом выходе поступает одновременно на управляющи входы ультразвукового генератора 6 и ключа 1Э, Включается генератор 6, подается напряжение на ультразвуковой преобразователь 2, Начинается анодно-ультразвуковая обработка, В электрохимической ванне I создаются ультразвуковые колебания, сопровождающиеся кавитацией и микропотоками у поверхности металлоизделий, изменяются процессы массоперенрса, элек- трохимическая система переходит в новое состояние равновесия. На этот переход затрачивается количество электричества, измеряемое интегратором 12, который приводится в деист- вне при заи 1кании ключа 10. Напряжение на выходе интегратора 12 меняется.

При достижении на выходе интегра тора 12 напряжения равного величине уставки компаратора 14, последний срабатывает и переводит выходным синалом RS-триггер 15 в исходное состояние. Выключается генератор 6 и ультразвуковой преобразователь 2, ключ 10 и ин -егратор 12 возвращаютс в исходное состояние. Включаются ключ 9 и интегратор 11,

5

Q

5

0 0

Q 5

Виды обработки чередуются до заданной степени удаления заусенцов. Время удаления заусенцов определяет ся их величиной, режимами обработки и устанавливается экспериментально на опытной партии изделий.

Формула изобретении

1 , Способ анодно-ультразвукового удаления заусенцев при анодной обработке в режиме пассивации металлоизделий, насыпью с перемешиванием и многократным наложением ультразвуковых колебаний, отли чающий- с я тем, что, с целью повышения производительности и надежности управления процессом, наложение ультра- 0 звуковых колебаний производят каждый раз после п,отекания количества электричества Q, равного

г, - р 1Г/

где d(3,7-4,5) -10 см;

S - суммарная обрабатываемая

поверхность партии металлоизделий,

р - плотность материала металлоизделий, г/см ; К - электрохимический эквивапент,

Г/А.с;

1 - выход по току,

и ведут анодно-ультразвуковую обработку каждый раз до протекания количества электричества , где К 0,7 .., 1,0,

2, Установка для анодно-ультразвукового удаления заусенцев с мелких металлоизделий при обработке их насыпью с перемешиванием, содержащая электрохимическую ванну, ультразвуковой преобразователь, соединенный с ультразвуковым генератором, перфорированную кассету с анодными токопод- водами, систему перемешивания, систему циркуляции.электролита, источник постоянного тока, подключенный к ванне последовательно, с преобразователем ток - напряжение, отличающаяся тем, что, с целью повыщения производительности н надежности управления процессом удаления заусенцев, в установку введено устройство раздельного измерения к(личества электричества, состоящее из двух оди наковых измерительных каналов, подключенных к выходу преобразователя

5

9 U9503610

ток - напряжение, при этом каждыйинверсный выход которого подключен

канал имеет последовательно соединен-к управляющему входу ключа в первом

нын ключ, интегратор и компаратор, аканале измерения, а прямой - к управвыходы компараторов каждого канала ляющим входам во втором канале измеприсоединены к входам:; RS-триггера,рения и ультразвукового генератора.