Способ размерной электрохимической обработки Советский патент 1980 года по МПК B23P1/12 

1

Изобретение относится к области электрофизических и электрохимических методов обработки, в частности к способам электрохимической обработки поверхностей длинномерных деталей сложной формы, например рабочего профиля крупногабаритных турбинных лопаток.

Известен способ электрохимической обработки (ЭХО) поверхностей, при котором, рабочая поверхность инструмента соответствует профилю обрабатываемой детали.

Известен также способ размерной электрохимической обработки ariHHHONiepHHX нежестких деталей с переменным сечением по juiHHe электродом-инструментом, нерабочая поверхность которого имеет переменное сечение в направлении подвода тока, с использованием коррекции 1).

Этот способ позволяет перераспределять плотность тока благодаря моделированию электрического поля в зазоре.

Недостатком известного способа является ГО, что в нем не читывае1сн падение напряжения в теле электрода при прохож.чении электрического тока. Также не учитываются переменHbte свойства электропроводной среды в зазоре, обусловленные нагревом и изменением состава элекфолша вследствие активного газовыделеяия при ЭХО. Указанные недоста-ткн снижают точность обработки деталей.

Целью изобретения является устранение погрешности формообразования от падения напряжения по длине обработки.

Поставленная цель достигается тем, что обработку ведут электродом-инструментом, рабочую поверхность которого выполняют относительно- за;данного профиля детали с зазором, коюрый определяют по формуле:

QU,},z) д;; -5А1ш;| д -Г(,,.,)Д

.,4,z),

где (х, V, z) - коорш1наты профиля де-гали; А- характеристика режима;

V,(x,y,z)

- проек1шя скорости движения катода в направлении нормали из точки (х, у, Z);

и - напряжение, подводимое к электродам;

Лии )- o-|KVj(Op,Z)

swat,

N

- падение напряжения в сечении Z детали; ДТ(х,у,г) - прирост температуры электролита в сечение межэлектродного зазора, проведенном из точки (x,y,z), по отношению к температуре электролита на входе в зазор;

С(х,у,2) - газонасыщение электролита в сечении зазора, проведенном из точки дег-али (х,у,2);

а, Jr - коэффициенты, учитывающие влияние, соответственно, температуры и газонасыщения электролита;

К- коэффициент пропорциональности;

(z)- проекция сечения z детали

на плоскость ХОУ;

8(г)- площадь сечения детали г;

jf- удельная электроповодность

материала детали;

vJo- ток в цепи электродов.

На фиг. 1 представлена схема электрохимической обработки плоскости продольной оси лопатки (YOZ); на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1.

Схема включает электрод-инструмент 1, межэлектродное пространство 2, обрабатываемую лопатку 3, а также источник питаний 4 с условным местом токоподвода к бобыиже, измеряющий рабочий ток амперметр 5 и вольтметр 6, определяющий напряжение в первом сечении лопатки, в котором отсутствуют падение напряжения.

Электрод 1 выполнен таким образом, что форма его рабочей поверхности учитывая распределение зазоров в межэлектродном пространстве, обусловленное падением напряжения в теле лопатки 3 и изменением эффективной электропроводности, вызванной нагревом и газонасыщением электролита, движущегося со скоростью Vg.

Зависимость (1) получена из рещения локально-одномерного дифференциального уравнения изменения зазора с учетом интегрального сопротивления межэлектродного пространстна, определяемого явлениями теплопереноса, массопереноса и падением напряжения в детали Падение напряжения Ли (г) в сече1ши z лопатки определяется в зависимости от величины тока DO, проходящего через зазор, геометрических параметров сечения S(z) и C(z) и уделной электропроводности материала детали ЗС ц

Увеличение температуры электролита по трассе при ЭХО вычисляется в зависимости от

режима обработки и геометрии межэлектродного пространства 2, а величина газонасыщення в зазоре вычисляется в работе 3.

Распределение зазоров, обеспечиваемое фор МО рабочей поверхности электрода-инструмента для электрохимической обработки лопаток, по отношению к форме детали позволяет компенсировать неравномерность скорости растворения, обусловленную падением напряжения, нагревом и газонасыщением электролита.

Формула изобретения

Способ размерной электрохимической обработки длинномерных нежестких деталей с переменным сечением по длине с использованием коррекции электрода-инструмента, отличающийся тем, что, с целью устранения погрешности формообразования от падения напряжения по длине обработки, обработку ведут электродом-инструментом, рабочзто поверхность которого выполняют относительно заданного профиля детали с зазором, который определяется по формуле:

А -1- & АлЛ-СХ,Х1) ,..(х,,х

где (x,y,z) - координаты профиля детали; А- характеристика режима;

Vy(x,y,z) - проекция скорости

движения электрода-инструмента в направлении нормали иэ точки (x,y,z); и технологическое напряжение;

dz

й.ии ДЗ о-1км Со,о,г)еи)1г1

(Л

- падение напряжения в сечении z лопатки;

,z) - прирост температ фы электролита в сечении межэлектродного пространства, проведенном из точки (x,y,z), по сравнению с температурой электролита на входе в зазор;

) - газонасыщение электролита в сечении зазора, проведенном из точки детали (x,y,z);

- коэффициенты, учитывающие влияние температуры и газонасыщения электролита, соответственно;

- коэффициент пропорциональности;

- площадь сечения z детали;

- проекция сечения z детали

на плоскость, перпендикулярную направле(шю подачи электрода- инструмента; DO - ток в цепи электродов; удельная электроповодность

материала детали. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР N428902, кл. В 23 Р 1/12, 1975.

2.Отчет СПКТБЭО N« Б422009, 1973.

3.Электрохимические методы обработки я ут1рочнения рабочих поверхностей деталей машин. Тюмень, 1976, с. 10-12.

А-А

Фиг. г