Способ электроконтактной обработки деталей

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 B 23 Н 5/04 (Л

О

Ql 4 ,, 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4828730/08 (22) 24.05.90 (46) 07.09.92. Бюл. ¹ 33 (71) Запорожский машиностроительный институт им, В. Я. Чубаря (72)И. В, Рябов, Б. Н. Левченко и

А. Н, Донцов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 447777880099, кл. В 23 Н 1/00, 1972.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к электроконтактным методам обработки токопроводящих материалов, и может быть использовано при обработке титановых сплавов короткой дугой.

Целью изобретения является повышение качества обработки поверхности деталей и производительности за счет уменьшения глубины дефектного слоя.

Для этого способ электроконтактной обработки короткой дугой осуществляют при избыточном давлении рабочей жидкости в закрытой камере. при этом обработка осуществляется при величине избыточногодавления 0,2 — 5 атм с одновременной подачей охлажденной до 10 — 30 С рабочей жидкости в зону обработки со скоростью 30-100 м/с и расходом 1-4,5 л/с из расчета 1 л/с на 1 см /с съема материала припуска.

Электроэрозионная обработка короткой дугой труднообрабатываемых титановых сплавов при величине избыточного

БЫ«„1759577 А1 (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ (57) Использование: электроконтактная обработка деталей из титановых сплавов.

Сущность изобретения: рабочую жидкость с температурой 10 — 30 С прокачивают через рабочую зону со скоростью 30 — 100 м/с и расходом 1 — 4,5 л/с. В зоне обработки избыточное давление жидкости равно 0,2 — 5 атм.

1 пр.

C давления 0,2 — 5 атм, расходе и скорости рабочей жидкости соответственно 1-4,5 л/с и

30 — 100 м/с и ее температуре 10-30 С уменьшает шероховатость поверхности до

20 — 25 мкм и глубину дефектного слоя до

0,03 — 0,05 мм за счет стабилизации процесса горения дуги. Это объясняется тем, что газы, выделяющиеся при обработке вследствие избыточного давления, растворяются в рабочей жидкости, охлажденной до 10 — 30 С, а за счет того, что жидкость подается со скоростью 30 †1 м/с и расходом 1 — 4,5 л/с, исключается возможность перенасыщения ее растворенными в ней газами, так как происходит интенсивное обновление ее новыми порциями. В результате указанных явлений использование предложенного способа обеспечивает работу инструмента с межэлектродным зазором 0,01 — 0,02 мм и менее, что с одной стороны обеспечивает получение максимальной и роизводительности устройства, реализующего способ, а с другой стороны позволяет обеспечить высо1759577

10

55 кое качество обрабатываемой поверхности, так как дуга между диском-инструментом и обрабатываемой деталью работает стабильно и не "плывет".

Парогазовая составляющая, образующаяся в межэлектродном зазоре, стремится расширить площадь эрозионного проме>кутка, что приводит к миграции анодного пятна дуги за пределы площади, ограниченной глубиной обработки и подачей. С целью растворения и поглощения парогазовой составляющей рабочей жидкостью (вода с антикоррозионными добавками) обработку производят при избыточном давлении охлажденной рабочей жидкости с интенсивной ее заменой в зоне обработки. Расход жидкости, скорость течения и ее температура влияют на скорость растворения и поглощения парогазовой составляющей и, в частности, зависят от производительности процесса (скорости съема припуска), т.к. с увеличением объема снимаемого припуска объем парогазовой составляющей увеличивается. Непрерывное обновление рабочей жидкости в зоне обработки исключает возможность перенасыщения ее растворенными в ней газами, а также перегрева.

Избыточное давление рабочей жидкости, ее температура, скорость протекания и расход по разному влияют на процесс электроэроэионной обработки короткой дугой.

Увеличение избыточного давления рабочей жидкости и ее расхода приводит к ограничению эрозионного промежутка в пределах глубины обработки и подачи и при равенстве избыточного давления рабочей жидкости в камере давлению в межэлектродном зазоре (давление короткой дуги) дуга локализуется в пределах эрозионного промежутка, ограниченного глубиной обработки и подачей, Увеличение скорости протекания рабочей жидкости и снижение ее температуры интенсифицируют процесс поглощения парогазовой составляющей. Поэтому изменение избыточного давления рабочей жидкости, ее расхода и скорость протекания рабочей жидкости, а также ее температура не зависят друг от друга.

Они не зависят и от изменения электрических параметров, т.к. физические параметры низкотемпературной плазмы короткой дуги стабильны в принятых пределах заданных режимов обработки (глубины обработки, подачи и скорости вращения детали).

Пример. Способ электроконтактной обработки заготовок был опробирован на модернизированном серийно выпускаемом станке ЗМ151 — Ф2 при обработке заготовок из титанового сплава ВТ5.

Модернизация станка заключалась в следующем: дополнительно станок был оборудован герметичной камерой и насосом с регулятором потока жидкости, устройством охлаждения и очистки рабочей жидкости.

Обработка заготовки производилась на различных режимах, данные о которых и полученные результаты приведены в табл. 1 — 4, Обработка заготовки из титанового сплава ВТ5 производилась следующим образом.

К вращающейся заготовке на расстоянии 0,01 — 0,02 мм и менее подводится вращающийся диск инструмент, на который подавалось выпрямленное напряжение 20—

30 В. В камере создавали и поддерживали избыточное давление в пределах 0 — 5,5 атм, расход рабочей жидкости 0,5 — 4,5 л/с, ее температуру 10-50 С, подачу рабочей жидкости в зону горения короткой дуги регулировали в пределах 5 — 105 м/с. Между вращающимся диск-инструментом и обрабатываемой деталью возбуждается и "горит" короткая дуга, которая обеспечивает с помощью вращающегося диск-инструмента удаление припуска с заготовки с производительностью 4 см /с. Шероховатость поверз хности и глубина измененного слоя проверялись после каждого изменения режима обработки детали.

При величине избыточного давления 0 и

5,5 атм, расходе 0,5 и 4,5 л/с, скорости подачи 5 и 105 м/с, а также температуре рабочей жидкости выше 30 С качество обрабатываемой поверхности заготовки ухудшалось, так как увеличивалась величина шероховатости поверхности и глубина измененного слоя, что объясняется увеличением объема газового пузыря, образовавшегося в зоне горения дуги. Вследствие этого дуга выходит из зоны обработки, в пределах газового пузыря разрушает поверхность детали, в том числе и обработанную, что снижает точность обработки, увеличивает ее шероховатость, при этом увеличивается энергоемкость способа и снижается производительность.

Применение способа обработки деталей по сравнению с известными позволит повысить качество обработки поверхности детали, уменьшить шероховатость поверхности до 20-25 мкм и глубину дефектного слоя до 0,03 — 0,05 мм, понизить удельный расход энергии в среднем на 287, и повысить производительность труда за счет использования новых режимов операций обработки титановых сплавов.

1759577

Формула изобретения

Таблица 1

Скоросгь подачи Темперлгура рабо. рабочеи жидкости чей жидкости t. С х, м/с

Давление изб ное P. агм

Расход рабочеи жидкости G n/ñ

Шкрохонаэосгь понеРкносэн Еэ мкм

Глубина измененНОГО СЛОЯ. ММ

Удельнын раскоЛ энергии Оь кДж /см

20

В0

0.2

0.5

3

5.5

J0

50-70

20-25

УЦ 30

30.40

60-80

22,5

18

21

23

Таблица 2

Давление избыточ- Скарасгь подачи ное Р, а м рабочей жидкости ч. м/с

Темперагура пзбочеи жидкосги l. "С

Расход рнбочей Шероховагосгь пожидкосэи G, л/с веркносэи Rn мкм

Удельн знерги кДж/см измененil, мм

105

?Î

20.5

20.5

21,6

Таблица 3

Таблица 4

Составитель В.Стефанов

Техред М.Моргентал Корректор B.Ïå Tðàø

Редактор

Заказ 3141 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Способ электроконтактной обработки деталей в рабочей жидкости при иэбыточномдавлении, отл ича ющийся тем, 5 что, с целью повышения производительности и качества обработки титановых сплавов, в процессе обработки рабочую жидкость с температурой 10 — 30 C прокачивают через рабочую зону со скоростью 30 — 100 м/ с и расходом 1 — 4,5 л/с, при этом избыточное давление равно 0,2 — 5,0 атм.

Jlокальные учасхки с большой глубиНОЙ ИЗМЕНЕННОГО слоя до 0.35мм

0.08

0.05-0.08

0,03-0.05

0.08-0, 10

0.10

0,2 (наблюдается прожоги вследствие корогкик замыканий

О,1 0.2 . 0.1-0.2

Q.03-О.О5

0.06О.08

0.1

Увеличение глубиНЫ ИЗМЕНЕННОГО слоя до 0,3-0.35 вследствие местных коротких замыканий