Стержневой электрод-инструмент Советский патент 1992 года по МПК B23H7/22 

Изобретение относится к электрообработке материалов, а именно к электродам- инструментам (ЭЙ) для электрохимического прошивания отверстий.

Целью изобретения является повыше- ние точности обработки путем создания идентичных гидродинамических условий по всему периметру круглого отверстия.

На фиг. 1 изображен ЭЙ, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - то же, вариант.

Электрод-инструмент содержит державку 1 .закрепляемую в шпинделе станка, и рабочую часть, соединенную с державкой и предназначенную для углубления в обрабатываемое отверстие. Рабочая часть ЭЙ состоит из электрода 2, сплошного круглого торцового формообразующего элемента 3 и уплотнительного элемента 4. В державке и электроде выполнены соосные центральные отверстия 5 и 6, а над элементом 3 на боковой поверхности электрода 2 кольцевая канавка, связанная отверстиями 7 с цен- тральным отверстием 6. В канавке установлен с возможностью вращения вокруг оси ЭЙ уплотнительный элемент 4, в виде шайбы, выполненный для исключения разбухания и заклинивания в канавке из твердого диэлектрического материала с низким коэффициентом влагопоглощения (фторопласт, оргстекло), предназначенный для направления потока электролита в зону обработки. Также возможно другое конструктивное исполнение: выполнение шайбы из металлического материала с покрытием из диэлектрика (фиг. 4).

На противоположных частях уплотнительного элемента 4 выполнены сквозные, повернутые относительно оси ЭЙ .каналы 8 и 9. Каналы 8, предназначенные для подвода электролита в рабочую зону элемента 3, расположены на торцовой поверхности уплотнительного элемента 4, примыкающей к элементу 3. Каналы 9, предназначенные для отвода электролита из рабочей зоны элемента 3, расположены на боковой поверхности (периферии) уплотнительного элемента 4. Торцовые межканальные опоры (перегородки) 10, на которые опирается вы- ступ 11 уплотнительного элемента 4, разделяющие каналы 8, выполнены прямой или криволинейной формы, например, круговой, циклоидальной, эвольвентной, винтовой, каплевидной и другой сложной формы и повернуты относительно оси ЭЙ в сторону противоположную направлению вращения уплотнительного элемента 4. Боковые межканальные перегородки 12 в каналах 8 также могут быть выполнены прямой или

криволинейной формы и повернуты относительно оси ЭЙ.

При этом, если опоры 10 установлены так, что при взгляде на торец уплотнительного элемента 4 продольные плоскости опоры направлены от центра к периферии элемента 4 с поворотом против часовой стрелки, то перегородки 12 могут быть установлены или без поворота (параллельно оси ЭЙ), или так, чтобы продольные плоскости перегородок были направлены от элемента 3 в сторону державки также с поворотом против часовой стрелки (фиг. 2). Также торцовые опоры 10 и боковые перегородки 12 могут быть установлены на уплотнительном элементе 4 с возможностью изменения угла поворота относительно оси ЭЙ или замены на перегородки и опоры другой формы и закреплены, например при помощи гаек 13 (фиг. 2-4) размещаемых или в выемке элемента 4 (фиг. 2 и 3), или в кольцевой проточке над элементом 4 (фиг. 4).

ЭЙ может быть снабжен сменными втулками 14, устанавливаемыми на электрод 2 и выполненными изтокопроводящего материала, например, материала электрода с формой, соответствующей форме обрабатываемого отверстия с учетом величины межэлектродного зазора, например конусной, цилиндрической, сложной, ступенчатой. Для изоляции нерабочей поверхности от обрабатываемого отверстия на ЭЙ устанавливаются диэлектрические покрытия 15. ЭЙ снабжен упором 16, выполненным в виде кольца, устанавливаемого на торец заготовки 17 концентрично ему и предназначенного для направления потока электролита в рабочую зону в начале обработки. Упор 16 может быть выполнен в виде разъемного кольца при прошивке конусных отверстий.

ЭЙ работает следующим образом.

Устанавливают и закрепляют на станке ЭЙ и заготовку 17. Подводят ЭЙ к заготовке и закрепляют на ее торце упор 16, установленный концентрично ЭЙ. Включают насос, технологический ток и рабочую подачу. Электролит подается через центральные отверстия 5 и б, отверстия 7 в каналы 8 элемента 4, и, проходя между торцовыми опорами 10 и встречаясь в начале ЭХО с поверхностью упора 16, а по мере углубления ЭЙ в заготовку с обрабатываемой поверхностью направляется в зону обработки. Поскольку уплотнительный элемент 4 установлен на ЭЙ с возможностью вращения вокруг его оси, а торцовые межканальные опоры 10 расположены с поворотом относительно этой оси, то под воздействием кинетической энергии потока электролита на

опору и за счет разности давлений с противоположных плоскостей опоры 10 происходит вращение элемента 4 вокруг оси ЭИ.Г

В результате вращения элемента Л происходит перемещение зоны подачи электролита по периметру обрабатываемого отверстия, что способствует симметричному съему металла относительно оси элемента 3 как с торцовой, так и с боковой поверхности отверстия. Путем регулирования угла поворота опор относительно оси ЭЙ добиваются наилучших условий для про.- текания процесса электрохимической обработки с целью повышения скорости и точности. Если производится обработка конусным ЭЙ (фиг. 4), то после углубления элементы 3 и 4 заподлицо с заготовкой отключают рабочую подачу, ток, насос, снимают с заготовки упор 16 и вновь, включив станок, продолжают ЭХО конусного отверстия на необходимую глубину. :

П р и м е р . На станке СЭП-902А проводилась ЭХО отверстий предлагаемым ЭЙ со сплошным торцом диаметром 18 мм с прокачкой 9%-ного водного раствора азотнокислого натрия в следующих условиях: частота импульсов напряжения и механических колебаний 50 Гц, амплитуда колебаний 0,2 мм, скважность импульсов синусоидальной формы 2,9, значение напряжения 10 В, давление электролита на входе ,22 МПа, температура электролита 20°С, рабочая подача 0,3 мм/мин. Результаты обработки - шероховатость обработанных поверхностей Ra 0,2-0,8 мкм, боковой зазор 0,11 мм по всему периметру отверстия.

Формула изобретения 1. Стержневой электрод-инструмент для электрохимического прошивания отверстий, содержащий цилиндрическую держа вку с центральным каналом для подвода электролита и радиальными отверстиями, связанными с центральным каналом и предназначенными для подвода электролита в зону обработки, и установленные на державке торцовой формообразующий элемент и диэлектрическую уплотнительную насадку с диаметрально расположенными каналами для подвода и отвода электролита, причем каналы подвода связаны с радиальными каналами державки, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения точности обработки отверстий в виде поверхностей вращения, насадка выполнена в виде шайбы и установлена с возможностью

вращения вокруг оси державки, каналы подвода выполнены тангенциальными, каналы отвода выполнены в виде спиральных пазов на наружной цилиндрической поверхности шайбы, а направление наклона тангенциальных каналов от центра к периферии шайбы со стороны торца формообразующего элемента совпадает с направлением наклона спиральных каналов в направлении от торца к державке.

2. Электрод- инструмент по п. отличающийся тем, что.с целью расширения технологических возможностей обработки, подводящие и отводящие каналы образованы сменными лопатками, установленными

на шайбе с возможностью регулирования угла поворота.

А

Изобретение м.б. использовано для прошивания глухих отверстий на копиро- вально-прошивочных электрохимических Станках. Цель - повышение точности обработки отверстий в виде поверхностей вращения. Для этого предлагаемый электрод-инструмент содержит держа вку 1 Шг/ 3 с центральным каналом 6, рабочую часть в виде формообразующего элемента 3 и уп- лотнительный элемент 4. Последний, выполненный в виде диэлектрической шайбы, установлен на державке с возможностью вращения и содержит каналы подвода 8 и отвода 9 электролита. Каналы 8 связаны радиальными каналами 7 с каналом 6 и выпол- нены тангенциальными, а каналы 9 - спиральными. Каналы 8 и 9 могут быть образованы сменными лопатками 10 и 12. установленными с возможностью регулирования угла поворота. При обработке электролит, взаимодействуя со стенками каналов 8 и 9, вызывает вращение элемента 4, что приводит к вращению зоны подачи электролита по периметру обрабатываемого отверстия. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. Элекя ролил7 го О 00 Ю

11

Фиг 2

17

Т

ЈrЈ

ФигЗ

i | у

/ s s / / /г/ ///V

./J

.//

-ю

//,

7

Риг4