Способ химического фрезерования деталей Советский патент 1993 года по МПК C23F1/02 

Изобретение относится к химической обработке материалов и может быть применено в машиностроении для химического фрезерования.

Известен способ и устройство для автоматического химфрезерования поверхности сложной кривизны, по которому нанесенный на поверхность детали защитный материал срезается лазером с зон, подлежащих химфрезерованию.

Однако срезание лазером защитного материала со всей поверхности подлежащей химической обработке, как предусмотрено в этом способе, малопроизводительно, т.к. энергия лазерного луча в момент удаления покрытия концентрируется на малой площади.

Наиболее близким к предложенному является способ получения деталей с участками переменной толщины путем химического травления, включающий предварительное нанесение защитного покрытия на участки поверхности, не подлежащие травлению и последующее его удаление отслаиванием.

Удаление защитного покрытия в этом случае производится двумя способами: с равнотол- щинныхзон покрытие удаляется до процесса травления, а в процессе травления отслаивается защитное покрытие только с участка переменной толщины (клина), причем производится эта операция с помощью специального устройства, включающего электродвигатель, подвижную платформу, раму, вал для намотки защитного покрытия.

К недостаткам известного способа можно отнести высокие трудо- и энергозатраты, связанные с необходимостью применения комбинированных методов снятия, покрытия, использование специального устройства и связанные с этим монтажные работы, а также ограниченность применения только для деталей клиновидной формы.

Цель изобретения - повышение производительности и упрощение процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в способе химического фрезерования деталей, включающем нанесение на поверхность защитного покрытия, разметку и

х Ч

ста

вырезку контура зоны химического фрезерования, травление металла на необходимую глубину при одновременном удалении защитного покрытия с зоны фрезерования отслаиванием, перед травлением металла проводят сетчатое нарушение защитного покрытия внутри контура зоны фрезерования.

Отличительными признаками изобретения является то, что перед травлением металла проводят сетчатое нарушение защитного покрытия внутри контура зоны фрезерования.

Положительный эффект от использования предполагаемого изобретения возникает вследствие повышения производительности процесса химфрезерования за счет исключения трудозатрат, связанных с удалением защитного материала с зон, подлежащих химическому фрезерованию, которое по предлагаемому способу осуществляется одновременно с растворением металла без дополнительного воздействия.

Химическое фрезерование деталей осуществляется в специализированной линии химического фрезерования.

На фиг. 1 показан пример технологической планировки линии, на которой осуществляется способ; на фиг.2 - пример крепления детали для транпортировш по операциям техпроцесса химфрезерования.

Линия химического фрезерования содержит ванны 1-4 для технологических растворов (число ванн определяется технологическим процессом и требуемой производительностью и может быть более указанного на рис.2), автооператор 5, перемещающийся вдоль линии по направляющим б, 7, стенд контроля, имеющий две стойки 8 и 9, манипулятор 10 со сменным рабочим органом ТТ. Для крепления детали 12 используется рамка 13, имеющая механизм разворота 14, с зажимами 15, 16, 17.

Для транспортировки детали 12, закрепленной в рамке 13, вдоль линии автооператором 5 имеется траверса 18, связанная с рамкой 13 гибкими подвесками 19. Для монтажа детали 12 в рамку 13 служит монтажный стол 20. Для нанесения покрытия на деталь 12 имеется специальная камера 21. Для управления линией применен компьютер (управляющий вычислительный комплекс) 22, на который поступает информация с приборов контроля толщины деталей, контроля состояния защитного покрытия, контроля параметров технологических растворов и т.д.

Пример, Проводилось химическое фрезерование детали, изготовленной из

алюминиевого сплава АМг-6, с исходной толщиной листа 8 мм.

Состав сплава, мас.%: медь 0,1, гдарга- нец 0,5-0,8; железо 0,4; кремний 0,4; титан

0,02-0,1; магний 5,8-6,8; бериллий 0,02-0,05; остальное алюминий.

Деталь имеет три зоны химфрезерования глубиной 2,1 мм, 3,4 мм, 5,9 мм.

На деталь 12 в камере 21 наносилось

пульверизатором защитное покрытие - эмаль КЧ 7101 с вязкостью 45 с по ВЗ-4. Покрытие наносилось в три слоя с сушкой каждого слоя 40 мин при 50°С и окончательной сушкой б ч при 80°С. Толщина пленки

180-200 мкм.

Монтаж покрытой детали 12 в рамку 13 проводился на монтажном стенде 20 в горизонтальном положении. Далее осуществлялась разметка зоны химфрезерования

с максимальной глубиной удаления металла и прорезка контура рисунка на защитном покрытии злектровыжигательным карандашом Силуэт. На поверхность зоны наносился рисунок в виде сетки с прорезанием покрытия до металла. Расчет размеров В ячеек сетки проводился с учетом фактора травления (отношение величины бокового подтравления а к глубине травления h), определенного на образцах, причем глубина

травления h принималась равной глубине растворения металла с наименьшей по глубине зоны (2,1 мм).

35

, а „ 6,53 „ 1,

Размер ячейки определялся;

B-2xf 3,,22 мм

Размер ячейки принимался равным 6 .мм..

По окончании процесса нанесения рисунка на зону, предназначенную для обработки, рамка 13 с деталью 12 перемещалась автооператором 5 по ваннам в соответствии с технологическим процессом. Химическое фрезерование и отслаивание покрытия проводилось в ванне состава, г/л:

Едкий натрий150-200

Триэтзноламин20-30 Тиомочевина 6-10

Температура химфрезероеания - 80°С

Аналогично проводилась разметка, нарушение сплошности покрытия и химфрезе- рование двух последующих зон. Готовая деталь имела четкий контур химфрезерования с чистотой обработки поверхности Rz40-Rz20.

Для подтверждения снижения трудозатрат проведена экспериментальная работа в условиях лабораторной базы

организации Гермес. Сущность работы заключалась в сравнении трудозатрат хронометрированием при хим резеровании традиционным способом (в соответствие с ОСТ 92-4555-75) и способом, описываемым в изобретении.Работа проводилась на образцах из сплава АМгб, размером 100x50x8 мм. В качестве защитного покрытия применялась эмаль КЧ-7101 (3 слоя). Размер окна фрезеруемой зоны 50x30 мм, глубиной съема - 3 мм.

Результаты эксперимента приведены в таблице.

Из приведенных данных следует, что при том же качестве поверхности трудозатраты в предлагаемом способе в среднем ниже на 10%, т.е. производительность труда возрастает. При больших габаритах деталей и сложном контуре положительный эффект заметно возрастает.

Предложенный способ позволяет повысить производительность, снизить трудозатраты, упростить процесс химфрезерования. Формула изобретения Способ химического фрезерования деталей, включающий нанесение на поверхность защитного покрытия, разметку и

вырезку контура зоны химического фрезерования, травление металла на необходимую глубину при одновременном удалении защитного покрытия с зоны фрезерования отслаиванием, отличающийся тем.

что, с целью повышения производительности и упрощения процесса фрезерования, перед травлением металла проводят сетчатое нарушение защитного покрытия внутри контура зоны фрезерования,

// ////## : У/ /3 S7-/9

Сущность изобретения: способ вклгоча: ет нанесение на поверхность защитного покрытия, разметку и вырезку контура зоны химического фрезерования, сетчатое нарушение защитного покрытия внутри контура зоны фрезерования и травления металла на необходимую глубину при одновременном удалении защитного покрытия с зоны фрезерования отслаиванием. 2 ил., 1 табл.

Фиг. 2.