Устройство для электрохимической обработки крупногабаритных тонкостенных деталей типа тел вращения

Авторы патента:

Шестаков Иван Яковлевич (RU)

Вильнер Анастасия Юрьевна (RU)

C25D19 - Оборудование для электролитического нанесения покрытий

B23H9/04 - обработка поверхностей вращения

B23H7 - Способы и устройства, применимые как для электроэрозионной, так и для электрохимической обработки

Владельцы патента RU 2434721:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева" (СибГАУ) (RU)

Изобретение относится к области металлообработки, а именно к оборудованию для электрохимической обработки крупногабаритных тонкостенных деталей типа тел вращения. Устройство содержит опору для фиксации обрабатываемой детали, электрод-инструмент, профиль которого повторяет форму обрабатываемой детали, и узел ориентации электрода-инструмента вдоль вертикальной оси симметрии обрабатываемой детали, выполненный в виде устанавливаемой на обрабатываемую деталь крестовины, размер которой превышает диаметр обрабатываемой детали, и кронштейна, на котором установлен привод, на валу которого закреплен электрод-инструмент, помещаемый внутрь обрабатываемой детали. Изобретение позволяет повысить качество обработанной поверхности крупногабаритных тонкостенных деталей типа тел вращения при упрощении конструкции устройства, а также уменьшает опасность для обслуживающего персонала и окружающей среды при электрохимической обработке крупногабаритных деталей. 2 ил.

Изобретение относится к области металлообработки, а именно к оборудованию для электрохимической обработки крупногабаритных тонкостенных деталей типа тел вращения.

Известны установки для электрохимического фрезерования тонкостенных деталей типа тел вращения, которые состоят из ванны, изготовленной из химически стойких сталей, стеклопластика или конструкционных сталей, облицованных пластмассой, керамикой или стеклом, и системы подогрева рабочей среды (Технология производства летательных аппаратов. А.Н.Кваша, Д.Н.Медведев, В.Е.Приходько и др. - М.: Машиностроение, 1981. - 232 с.). В качестве рабочей среды используют водные растворы щелочей и кислот.

К недостаткам установок можно отнести ухудшение исходной шероховатости поверхности, вследствие эквидистантного копирования профиля обрабатываемой поверхности, громоздкая конструкция, опасность для окружающей среды и работающих.

Известен станок для электрохимической обработки крупногабаритных деталей (А.с. СССР №419354, В23Н 7/00), принятый за прототип. Станок состоит из разъемной герметичной камеры, электрода-инструмента, закрепленного на горизонтально расположенном шпинделе, привода электрода-инструмента. Обрабатываемая деталь устанавливается при помощи грузоподъемного механизма в подвижной части камеры, после чего камера закрывается и происходит обработка детали в электролите вращающимся электродом-инструментом.

Недостатком прототипа является громоздкость станка из-за необходимости герметизации камеры, наличие системы подачи электролита, состоящего из вредных и опасных веществ.

Задачей изобретения является упрощение конструкции, уменьшение опасности для обслуживающего персонала и окружающей среды.

Поставленная задача решается тем, что известное устройство для электрохимической обработки крупногабаритных деталей электродом-инструментом согласно изобретению содержит опору для фиксации обрабатываемой детали, электрод-инструмент, профиль которого повторяет форму обрабатываемой детали, и узел ориентации электрода-инструмента вдоль вертикальной оси симметрии обрабатываемой детали, выполненный в виде устанавливаемой на обрабатываемую деталь крестовины, размер которой превышает диаметр обрабатываемой детали и кронштейна, на котором установлен привод, на валу которого закреплен электрод-инструмент, помещаемый внутрь обрабатываемой детали.

Изобретение поясняется графически.

На фиг.1 изображено устройство для электрохимической обработки крупногабаритной тонкостенной детали в виде полусферы.

На фиг.2 - устройство при обработке крупногабаритной тонкостенной детали в форме прямого усеченного конуса.

Устройство состоит из опоры 1, служащей для фиксации обрабатываемой детали 2, электрода-инструмента 3, профиль которого повторяет форму обрабатываемой детали, узла ориентации электрода-инструмента, состоящего из крестовины 4 с кронштейном 5 и электромеханического привода, включающего электродвигатель 6, муфту 7 и вал 8, на котором закреплен электрод-инструмент 3. Электродвигатель 6 установлен на кронштейне 5. Напряжение на электрод-инструмент подается через токоподвод, состоящий из графитовых щеток 9 в текстолитовом корпусе 10, медного токосъемника 11 и электрического кабеля 12. Для электроизоляции двигателя 6, опоры 1 крестовины 4, кронштейна 5 предусмотрены диэлектрические втулки и прокладки. Межэлектродный зазор обеспечивают ролики 13 из фторопласта.

Обрабатываемая деталь 2, которая может иметь форму сферы, конуса, параболоида, устанавливается в опоре 1. Электрод-инструмент помещают внутрь детали, устанавливая крестовину 4 узла ориентации на обрабатываемую деталь и перемещая ее в радиальном направлении, ориентируют электрод-инструмент вдоль вертикальной оси симметрии детали, после чего производят фиксацию крестовины на обрабатываемой детали. На электрод-инструмент подают напряжение и задают вращательное движение от электродвигателя 6. В качестве рабочей среды используют водные растворы солей. Раствор заливают во внутренний объем обрабатываемой детали.

Пример 1. При помощи заявляемого устройства проводили обработку детали, имеющей форму полусферы, внутренний диаметр которой равен 490 мм (фиг.1). Привод электрода-инструмента обеспечивает частоту вращения 2,5 об/мин. В качестве электролита использовали водный раствор азотнокислого натрия (NaNO₃) концентрацией 200 г/л. Такой раствор имеет нейтральную кислотность, т.е. рН 7. Температура электролита равна температуре окружающей среды 20…25°С. Обрабатываемый материал АМг-6, толщина заготовки до обработки 3 мм, после обработки - 2,03 мм.

Исходная шероховатость поверхности обрабатываемой детали Ra 6,3 мкм, после обработки Ra 4,2 мкм.

Пример 2. При помощи заявляемого устройства проводили обработку корпусной детали летательного аппарата, имеющей форму полого прямого усеченного конуса с максимальным внутренним диаметром Rд=252 мм из алюминиевого сплава АМг-6 (фиг.2). Рабочие параметры аналогичны параметрам из примера 1.

Исходная шероховатость обрабатываемой поверхности Ra 6,3 мкм, шероховатость после обработки Ra 4,2 мкм.

Таким образом, значительно упрощена конструкция установки для обработки крупногабаритных тонкостенных деталей типа тел вращения, уменьшена опасность для обслуживающего персонала и окружающей среды, а также повышено качество поверхности после обработки.

Устройство для электрохимической обработки крупногабаритных тонкостенных деталей типа тел вращения электродом-инструментом, отличающееся тем, что оно содержит опору для фиксации обрабатываемой детали, электрод-инструмент, профиль которого повторяет форму обрабатываемой детали, и узел ориентации электрода-инструмента вдоль вертикальной оси симметрии обрабатываемой детали, выполненный в виде устанавливаемой на обрабатываемую деталь крестовины, размер которой превышает диаметр обрабатываемой детали, и кронштейна, на котором установлен привод, на валу которого закреплен электрод-инструмент, помещаемый внутрь обрабатываемой детали.

Изобретение относится к гальванотехнике, а именно к области нанесения износостойких композиционных гальванических покрытий. .

Электрохимическая ячейка для получения пористых анодных оксидов металлов и полупроводников // 2425182

Изобретение относится к области электрохимических процессов, а конкретно к анодному окислению металлов и полупроводников. .

Устройство для нанесения покрытия микродуговым оксидированием вентильных металлов и сплавов // 2413040

Изобретение относится к области гальванотехники и может найти применение в машиностроении и других отраслях промышленности. .

Автоматическая линия для химических и гальванических покрытий // 2379382

Изобретение относится к оборудованию для нанесения химических и гальванических покрытий. .

Устройство для нанесения изотопа йода на серебряный поверхностный слой изделий // 2364665

Изобретение относится к радиохимии и может быть использовано для производства закрытых источников излучения йода-125. .

Способ гальвано-механического восстановления токопроводящих деталей и устройство для его осуществления // 2333298

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использована для восстановления деталей. .

Электрохимическая ячейка для получения пористых анодных оксидов металлов и полупроводников // 2332528

Изобретение относится к области электрохимии, а конкретно к анодному окислению металлов и полупроводников. .

Линия гальванохимической обработки деталей // 2328558

Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к линиям для гальванических и химических покрытий. .

Способ гальваномеханического восстановления токопроводящих деталей и устройство для его осуществления // 2323277

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для восстановления крупногабаритных валов. .

Способ гальваномеханического восстановления токопроводящих деталей и устройство для его осуществления // 2296821

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для восстановления шеек коленчатых валов. .

Способ нанесения логотипа на валок для ротационного тиснения и валок, изготовленный этим способом // 2368504

Изобретение относится к области механической обработки листового, рулонного или слоистого материала, в частности к средствам механической деформации без удаления материала, а именно к конструкции валков для ротационного тиснения, которые могут быть использованы при изготовлении упаковочных материалов, обоев и др.

Способ электромеханической обработки деталей машин // 2361704

Изобретение относится к области металлообработки деталей машин, в частности к способу электромеханической обработки, и может найти применение в различных отраслях машиностроения.

Способ изготовления деталей со шпоночным пазом // 2350440

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для повышения качества деталей машин при изготовлении шпоночных пазов на наружных и внутренних поверхностях.

Способ обработки детали со шпоночным пазом // 2350439

Способ электроискрового нанесения покрытий из бронзы на поверхность стальных цилиндрических деталей // 2323070

Изобретение относится к способам электроискрового легирования металлических поверхностей, основанным на использовании процессов, сопровождающих мгновенное освобождение электрической энергии в межэлектродном промежутке при кратковременном электрическом разряде.

Способ восстановления резьбы // 2243874

Изобретение относится к ремонту и восстановлению резьбы на деталях. .

Инструментальный узел для электромеханической обработки резьбы // 2243080

Изобретение относится к устройствам для металлообработки, а именно к инструментальным узлам для электромеханической обработки резьбы. .

Способ изготовления шпоночных пазов // 2243070

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении шпоночных пазов на наружных и внутренних поверхностях деталей машин. .

Устройство для электрохимического матирования валков // 2196666

Изобретение относится к электрохимической обработке электропроводных материалов, в частности для придания необходимой шероховатости (матирования) рабочей поверхности валков вальцовых мельниц.

Способ электроэрозионного шлифования тел вращения // 2175281

Сборный электрод-инструмент для электроалмазной резки // 2432240

Изобретение относится к комбинированной обработке металлов, сочетающих механическое и электрохимическое воздействие на обрабатываемую поверхность, преимущественно из труднообрабатываемых материалов, например из вольфрама, чугуна и др.