Способ электрохимической размерной обработки и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК B23P1/04 

(5) СПОСОБ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ РАЗМЕРНОЙ ОБРАБОТКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к электрохимической размерной обработке и может быть использовано для обработки поверхностей сложной конфигурации из труднообрабатываемых механическими спосо15ами металлов.

Известен способ электрохимической размерной обработки, согласно которому регулирование межэлектродного зазора ведут путем периодического сбли- ,Q жения электродов до касания при отсутствии технологического тока, установки сначала рабочего межэлектродного зазора, а затем промывочного зазора и включения при достижении установлен- 5 ного межэлектродного зазора технологического тока,-а формообразование ведут при движении электрода-инструмента от изделия 1 .

.Основными недостатками способа яв- 20 ляются трудность фиксации момента ка сания электродов рабочими поверхностями, осо-бенно при работе в пассивирующих электролитах и при обработке

больших площадей, а также то, что обрабатываемая поверхность, от которой устанавливают величину зазора, меняет свои координаты в каждом цикле обработки и для реализации способа необходима сложная систеУла сложения, которая вносит погрешность при установке зазора и ограничивает его минимальную величину, что снижает точность обработки.

Для реализации известного способа используют устройство, позволяющее получить любой закон изменения межэлектродного зазора и содержащее электрогидравлический следящий привод, состоящий из задающего механизма, гидроусилителя и передаточного механизма 2.

Основным недостатком устройства является его сложность, а также высокая погрешность установки межэлектродного зазора.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее смонтированные на станине подвижный в напрззлении подачи электродов электрододеожатель с закрепленным на нем элект родом, стол с установленным на нем упругим электродом и командный блок, содержащий спрофилированный в соответ ствии с требуемым законом изменения межэлектродного зазора кулачок, постоянно контактирующий с одним из элек тродов и управляющий включением технологического тока Сз. Основным недостатком устройства яв ляется отсутствие возможности контроля положения постоянно меняющей свои координаты в каждом цикле обработки обрабатываемой поверхности. (елью изобретения является создание способа электрохимической размерной обработки и устройства для его осуществления, обеспечивающих повышение точности обработки при одновремен ном упрощении конструкции устройства, благодаря уменьшению погрешности установки межэлектродного зазора, образующейся из-за изменения в процессе o6pa6otKH координат обрабатываемой поверхности. Поставленная цель достигается тем, что рабочий межэлектродный зазор устачазливают от заранее заданной перпендикулярно направлению подачи контрольной плоскости при совпадении с нзй. выполненной на одном из электродов контрольной отметки и соприкасающихся рабочими поверхностями электродах, для чего один из электродов фиксируют, а другой отводят на требуемый , причем касание электродов можно осуществить как в момент совпадения контрольной отметки с контрольной плоскостью, так и до этого момента, в последнем случае после касания оба электрода совместно перемещают до совпадения контрольной отметки с контрольной плоскостью, а в устройстве, позволяющем реализовать способ и содержащем смонтированные на станине подвижный в направлении подачи электродов электрододержатель с закрепленным на ней электродом, стол с установ ленным на нем другим электродом и командный блок, содержащий спрофилированный в соответствии с требуемым законом изменения межэлектродного зазора кулачок, постоянно контактирующий с одним из электродов и управляющий включением технологического тока, электрододержатель выполнен подпружиненным в направлении стола и снабжен смонтированным на станине управляемым от командного блока зажимным механизмом, а стол также выполнен подвижным 8 направлении подачи электродов и постоянно подпружинен к кулачку командного блока. На фиг. 1 представлены функции времени; на фиг. 2 - кинематическая схема устройства; на фиг. 3 - профиль куламка; на фиг. Ц - профиль кулачка, совершающего возв;эатно-поступательные перемещения. (t) - закон перемещения заданной на электроде (например, детали) контрольной точки (линии ); с fCi закон перемещения второго электрода (например, инструмента ); (-t) - требуемый закон изменения межэлектродного зазооа: (4;) - график подачи импульсов технологического тока; ufl- .толщина съема материала за один цикл обработки. На графике A(-t) из точки В пунктирной линией показан след заранее заданной перпендикулярно направлению подачи плоскости, от которой устанавливают требуемую величину зазора. В момент времени -Ьр электроды касаются рабочими поверхностями и начинают перемещаться в одном направлении. В момент времени -t, когда контрольная отметка, точка или линия на детали совпадает с заранее заданной перпендикулярно направлению подачи плоскостью, от которой устанавливается зазор, электрод-инструмент фиксируют (внутри периода .Q), а деталь отводят на заданный межэлектродный зазор Sjj,. при достижении которого в момент -t включают импульс технологического тока длительностью т, Затем ,деталь начинают отводить (момент времени t.) величину зазора Spp , при котором происходит промывка межэлектродного промежутка за пеоиод времени ir- ip. После этого в момент времени-Ьд зафиксированный электрод освобождают, а электроды перемещаются навстречу друг другу до касания рабочими поверхностями (момент i-p). Касающиеся электроды перемещаются в одном направлении и когда контрольная точка на электроде, в данном примере на детали, совпадает с заданной перпендикулярно направлению подачи плоскостью, от которой устанавливается зазор, электрод-инструмент фиксируют (момент вре мени -t ), и цикл повторяется. Зафиксированный электрод можно освобождать не только с момента времени 4 Q, но и с момента t, когда контрольная отметка на детали совпадает с заданной перпендикулярно направлению подачи плоскостью, а после касания электродов рабочими поверхностями его снова фиксируют (период-t -i) а другой электрод с момента -Ь отводят на требуемый зазор. В этом случае нет необходимости в совместном переме щении касающихся электродов, но неско лько увеличивается длительность единичного цикла. Предлагаемый способ электрохимичес кой размерной обработки можно использовать не только для описанного единичного цикла обрсэботки, но и для дру гих циклов, где обработку производят при заданном рабочем межэлектродном зазоре, например, для цикла, в котором после касания электроды ра.зводят сначала на промывочный зазор, а после устанавливают рабочий зазор, а также для цикла, в котором нет установки между электродами промывочного зазо ра, а технологический ток включают при достижении заданного рабочего за зора. При обработке описанным способом полости типа карман длиной мм шириной мм и глубиной jo 20 мм точность обработки на эти размеры со ставила ,03 мм, а шероховатость поверхности v - 0,16. Использовались следующие режимы обработки. Материал детали сталь ЭЙ 9б8 Материал инструмента медь М2 Напряжение, В 18 Сила тока, А 1000 Электролит 15 NaCl+3 NaNO Рабочий зазор, мм 0,01 Частота импульсов технологического тока, Гц 150 Время обработки, мин 25. Устройство для электрохимической размерной обработки включает в себя электрод-инструмент 1, деталь 2, элек трододержатель 3, подвижный стол k, кулачок 5, фиксирующие зажимы 6, направляющие 7, пружину 8 для поджатия стола k к кулачку 5, пружину 9, воздействующую на электрододержатель 3 для обеспечения надежного контакта электродов при установке зазора,редуктор 10 , электродвигатель 11 и муфты 12 . На рабочем профиле кулачка 5 (см. фиг. 3) имеется уровень, от которого задана величина зазора S- при достижении которого включают технологический ток, и величина зазора Spp, при котором осуществляют промывку межэлектродного промежутка. В момент времени, когда нижняя точка (контрольная точка) подвижного стола, которая касается кулачка 5, совпадает с этим уровнем при касающихся рабочими поверхностями электродах, электрододержатель 3 с закрепленным на нем электродоминструментом 1 фиксируют, а стол + с установленной на нем деталью 2 в соответствии с профилем кулачка 5 отводят на заданный зазор. 5 момент фиксации контрольная точка на подвижном столе и уровень на кулачке 5 находятся в заранее заданной плоскости, перпендикулярной направлению подачи. В данном устройстве вращение от электродвигателя 11 через муфту 12 и редуктор 10 передается кулачку 5, который преобразует вращательное движение в возвратно-поступательное и передает его столу 4 с установленной на нем деталью 2 и электроду-инстру- менту 1, закрепленному на электрододержателе 3, перемещающемуся в направляющих 7В момент времени -fco (см. фиг. 1) под действием кулачка 5 стол с деталью 2 и касающимся детали электродом-инструментом 1, закрепленным на электрододержателе 3i начинают перемещаться в одном направлении. В момент времени -t, когда контрольная точка стола касается уровня на рабочем профиле кулачка 5, от которого задана величина зазора, дается команда фиксирующим зажимам 6 на остановку электрододержателя 3 и его фиксируют (внутри периода ЬгЬ.)- После фикса- . ции на кулачке начинается спад профиля и деталь 2 опускается (момент времени -t ). Спад профиля имеет такую величину, что в момент t между электродами устанавливается зазор S, после чего подают импульс технологического тока (период -t --Ь.)- За это время зазор между электродами не меняется, что обеспечивается профилем кулачка или его остановкой. В момент времени -t на кулачке 5 опять спад профиля, величина которого такова, что в момент времени t между электродами устанавливается зазор Sf,p, 797 при достижении которого осуществляется обновление электролита в межэлектродном промежутке. Зазор за период промывки-fc --fcjjне меняется, В момент времени -Ьр подается коман да фиксирующим зажимам 6 на освобождение электрододерЖателя 3, вследствие чего электрод-инструмент под действием собственного веса и пружины 9 начинает перемещаться. Навстречу ему вследствие подъема профиля кулачка 5 Перемещается деталь 2, После качания электродов рабочими поверхностями в момент времени -t они оба перемещаются в одном направлении, и когда контрольная точка стола совпадает с уровнем на профиле кулачка, от которого устанавливается зазор, электрододержатель 3 фиксируют (момент времени-t) Цикл повторяется, Команду на освобождение электрододержателя 3 фиксирующим зажимом 6 мож но подавать не только в момент времени -fc, но и в момент времени -Ь, когда контрольная точка стола совпадает с уровнемна профиле кулачка 5, от ко торого устанавливают межэлектродный зазор. Электрод-инструмент под действием собственного веса и пружины 9 переместится до касания с детал зЮ, поеле чего электрододержатель 3 фиксируют зажимами 6, а деталь с момента 4„ отводят на заданный рабочий зазор, Изменяя профиль кулачка 5 можно реализовать и другие единичные циклы обработки, например, поменяв местами на профиле участки с радиусами Rj и R 2. (см. фиг, 3), можно получить единичный цикл, в котором после касания электроды разводят сначала на промывочный зазор S а потом устанавливают между ними рабочий зазор S В качестве электропривода для вращения кулачка можно использовать любой тип электродвигателя: асинхронный, синхронный, постоянного тока и шаговый двигатель. В последнем случае при использовании шагового двигателя в сочетании с гидроусилителем моментов отпадает необходимость в применеНИИ редуктора. Но кулачку для реализации предложенного способа электрохимической размерной обработки можно задавать не только вращательные, но и возвратнопоступательные движения, В этом случае кулачок (см, фиг, k) преобразует возвратно-поступательное перемещение 8 одного направления во взаимно перпендикулярное и передает его столу, В качестве привода такого кулачка можно использовать гидроцилиндр с электромагнитным золотником. Использование предлагаемого способа электрохимической размерной обработки и устройства для его реализации позволяет повысить точность обработки за счет уменьшения погрешности установки межэлектродного зазора, при достижении которого включают технологический ток. При этом упрощается механизм подачи электродов с системой управления, Это достигается за счет того, что в данном способе перпендикулярная направлению подачи плоскость, от которой устанавливают зазор, заранее задана, вследствие чего нет необходимости фиксировать момент касания электродов электрическим сигналом в зоне обработки, что уменьшает погрешность установки зазора, а также упрощает систему слежения за зазором. Использование в устройстве кулачка в качестве командного устройства и фиксирующего электрододержатель зажима позволило упростить механизм подачи электродов и при этом снизить погрешность установки зазора, которая зависит только от погрешности изготовления профиля кулачка и составляет 2-k мкм. Формула изобретения 1, Способ электрохимической размерной обработки, при котором осуществляют регулирование межэлектродного зазора путем периодического сближения электродов до касания при отсутствии технологического тока и включения технологического тока по достижении заданного межэлектродного рабочего зазора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности обработки, задают контрольную плоскость, перпендикулярную направлению подачи, на одном из электродов выполняют контрольную отметку, а рабочий зазор устанавливают при совпадении с контрольной плоскостью контрольной отметки и соприкасающихся рабочими поверхностями электродах путем фиксации одного из электродов и отвода другого электрода на рабочий зазор.

плоскости на требуемый зазор,

А. Устройство для электрохимической размерной обработки, содержащее смонтированные на станине подвижный в направлении подачи электродов элект- о рододержатель с закрепленным на нем электродом, стол с установленным на нем другим электродом и командный блок, содержащий спрофилированный в

соответствии с требуемым законом изменения межэлектродного зазора кулачок, постоянно контактирующий с одним из электродов и управляющий включением технологического тока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности обработки, электрододержатель выполнен подпружиненным в направлении стола и снабжен смонтированным на станине управляемым от командного блока зажимным механизмом, а стол также.выполнен подвижным в направлении подачи электродов и постоянно подпружинен к кулачку командного

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ , кл. В 23 Р 1/00, 1977 (прототип ).

RI So

Rj- R Snp. Фиг.З