Способ электрохимического хонингования

 

Изобретение относится к электрохимическим методам обработки и может использоваться в машиностроении и радиоэлектронике. Повышение качества обрабатываемой поверхности и производительности обработки достигается тем, что при электрохимическом хонинговании в растворе электролита используют биполярный катод-инструмент, выполненный с чередующимися абразивными и токопроводящими брусками на его формообразующей части. Катоду-инструменту сообщают вращение с числом оборотов n = 10-20 об/мин и вибрацию с частотой 10-100 Гц и амплитудой 0,05 -0,15 мм с обеспечением непосредственного контакта анода-детали и катода-инструмента.

Изобретение относится к электрохимическим методам, обработки. Может использоваться в машиностроении, радиоэлектронике.

Известен способ повышения качества поверхности германия с использованием постоянного тока, графитовым катодом-инструментом, который приводят в непосредственный контакт с пластиной и сообщают ему относительно пластины возвратно-поступательное перемещение с частотой 2-8 раз в минуту [1]. Недостатком метода является невысокое качество поверхности при обработке хромоникелевых сталей и сплавов за счет пленкообразования на обрабатываемой поверхности и возможности прижогов при высоких напряжениях на электродах.

Известен способ электрохимического хонингования электронейтральными абразивными брусками в нейтральных растворах солей [2] с использованием постоянного тока, позволяющий удалять анодные пленки с обрабатываемой поверхности и повысить качество обработки. Недостатком метода является затруднение отвода продуктов обработки из межэлектродного зазора, что способствует возникновению коротких замыканий и ухудшению качества поверхности. Стабильное протекание процесса происходит при межэлектродном зазоре 0,2-0,3 мм, что снижает точность формообразования, производительность процесса обработки и увеличивает энергоемкость.

Изобретение направлено на повышение качества обрабатываемой поверхности и производительности обработки при снижении энергоемкости за счет уменьшения перенапряжения на аноде путем удаления анодной пленки механическим воздействием инструмента на гребешки микронеровностей и концентрации электрической энергии за счет создания вращающегося импульсного электрического поля.

Сущность изобретения заключается в том, что при электрохимическом хонинговании в растворе электролита, включающем подвод постоянного напряжения к аноду-детали и к катоду-инструменту с абразивными брусками, согласно заявленному изобретению используют биполярный катод-инструмент, выполненный с чередующимися абразивными и токопроводящими брусками на его формообразующей части, при этом катоду-инструменту одновременно сообщают вращение с числом оборотов n=10-20 об/мин и вибрацию с частотой 10-100 Гц и амплитудой 0,05-0,15 мм с обеспечением непосредственного контакта анода-детали и катода-инструмента.

Основными отличительными признаками предложенного способа электрохимического хонингования является удаление анодных пленок механическим способом и активация обрабатываемой поверхности по гребешкам микронеровностей абразивными брусками вращающегося катода-инструмента при касании с обрабатываемой поверхностью и отводе от нее. Удаление дефектного слоя и снятие микронеровностей осуществляется бегущим импульсным током при отводе катода-инструмента от обрабатываемой поверхности на определенную величину, равную амплитуде вибрации 0,05-0,15 мм и прокачке электролита в рабочем межэлектродном зазоре давлением 0,4-0,6 МПа, а затем касании с обрабатываемой поверхностью.

Пример конкретного выполнения N 1 Состав электролита 15% NaNO₃. Параметры обработки: амплитуда a=0,05 мм, вибрация катода-инструмента f=100 Гц, напряжение U=18 В, вращение катода-инструмента n= 20 об/мин, время обработки t=10 мин. Шероховатость обрабатываемой поверхности Ra=0,16 мкм.

Пример N 2 Состав электролита 15% NaNO₃. Параметры обработки: амплитуда a=0,1 мм, частота вибрации f=45 Гц, напряжение U=18 В, скорость вращения катода-инструмента v=15 об/мин, время обработки t=10 мин. Шероховатость обрабатываемой поверхности Ra=0,08 мкм.

Пример N 3 Обрабатывали вибрационным электрохимическим хонингованием зеркало лучевода из сплава 32 НКД. Исходная шероховатость Ra 0,4 мкм. Параметры обработки: амплитуда 0,15 мм, частота f=10 Гц, напряжение U=18 В. Скорость вращения катода-инструмента v=10 об/мин. Электролит 15% NaNO₃. Время обработки t= 10 мин. Шероховатость полученной поверхности Ra=0,2 мкм при отсутствии пленкообразования и прижогов на обрабатываемой поверхности.

Точность обработки для всех примеров была не менее 0,05 мм по контуру.

Как видно из результатов, применение предлагаемого метода электрохимического хонингования позволяет повысить точность обработки в 1,5 раза, снизить шероховатость поверхности на 2-2,5 класса при изменении энергоемкости процесса на 35-65% по сравнению с существующими методами обработки за счет снижения перенапряжения на обрабатываемой поверхности при удалении анодной пленки, создания вращающегося импульсного электрического поля.

Литература 1. А.с. N 167729, кл. 18 A, 1965 г., автор В.И. Савченко.

2. В. В. Любимов, Ю.В. Полутин, В.В. Бородулин и др. "Технология и экономика электрохимической обработки". - М. : Машиностроение, 1980 г. - С. 142-147.

3. Патент РФ N 2127175, МКИ 6 B 23 H 3/04, 5/06, 7/22. Катод-инструмент для размерной электрохимической обработки /Трифанов И.В., Бабкина Л.А.

Формула изобретения

Способ электрохимического хонингования в растворе электролита, включающий подвод постоянного напряжения к аноду-детали и к катоду-инструменту с абразивными брусками, отличающийся тем, что используют биполярный катод-инструмент, выполненный с чередующимися абразивными и токопроводящими брусками на его формообразующей части, при этом катоду-инструменту одновременно сообщают вращение с числом оборотов n = 10 - 20 об/мин и вибрацию с частотой 10 - 100 Гц и амплитудой 0,05 - 0,15 мм с обеспечением непосредственного контакта анода-детали и катода-инструмента.